Как проходит фотосинтез у гелиобактерий: результаты исследования
Гелиобактерии содержат два типа пигментов, поглощающих свет. Они считаются хорошей моделью для исследований фотосинтеза, однако до сих пор изучать их было сложно из-за того, что структура реакционных центров была неизвестна
У фотосинтетических организмов есть так называемые «антенные» белки, в которых содержатся молекулы пигментов, позволяющих поглощать кванты света — фотоны. Собранная энергия затем направляется в реакционные центры, в которых и начинается процесс преобразования световой энергии в полезные соединения. Эти первые шаги происходят невероятно быстро — в течение нескольких фемтосекунд.
Исследователям очень важно понять то, как происходит эта трансформация. Это позволит погрузиться в детали биохимических процессов в живых организмах и поможет создать работающие фотосинтетические искусственные элементы. Гелиобактерии — хорошая модель для изучения процесса фотосинтеза потому, что их реакционные центры содержат смесь хлорофилла и бактериохлорофилла — двух пигментов, которые поглощают излучение в различных диапазонах длин волн.
До сих пор исследовать гелиобактерии было сложно из-за того, что структура их реакционных центров была неизвестна. Чтобы изучить реакционные центры в гелиобактериях, авторы нового исследования использовали метод многомерной электронной спектроскопии. Спектрометр «бомбардирует» образец несколькими последовательными очень короткими лазерными импульсами. Попадая на бактерию, часть лазерного излучения поглощается ее пигментами. Анализируя отраженный и прошедший через образец сигнал, ученые смогли получить информацию о структуре энергетических уровней фотосинтетической системы внутри микроорганизма.
Получение более четкого представления о переносе энергии электронов и разделении зарядов при фотосинтезе в гелиобактериях позволит исследователям разработать более точные теории о механизмах этого процесса при использовании различных реакционных центров.
Статья об открытии опубликована в журнале Nature Communications.