과학자 팀은 식물 잎에서 광합성을 억제하는 새로운 화합물을 개발했습니다. 이 화합물은 물이 산소로 분해되는 과정의 주요 반응 중 하나를 수행하는 단백질 복합체의 활성을 억제합니다. 이 물질은 잡초와 싸우는 제초제의 원형이 될 수 있지만 인간과 동물에는 무해합니다. 러시아 과학 재단(RNF)의 보조금 지원을 받은 연구 결과는 저널 Cells에 게재되었습니다. Gazeta.ru.
광합성은 식물이 이산화탄소와 물에서 유기 화합물을 합성하는 과정입니다. 이것은 두 개의 큰 단백질 복합체인 광계 1과 2(PS1 및 PS2)의 도움으로 수행되며, 각각은 반응 센터, 주변 단백질 및 안료로 구성됩니다. 햇빛의 작용으로 반응 중심의 엽록소는 여기되어 전자를 광계의 다른 분자로 전달합니다. 후속 전자 전이는 유기 화합물 합성에 관여하는 ATP와 같은 고에너지 분자의 축적을 동반합니다. 엽록소에서 남겨진 전자의 부족은 물 분자의 분해로 보상됩니다. 이 과정에서 부산물로 산소가 방출됩니다.
러시아 과학 아카데미(Pushchino)의 기초 생물학 문제 연구소(Institute of Fundamental Biological Problems)의 과학자들과 가지 대학(터키)의 동료들은 구리와 잎에서 광합성을 억제하는 유기 조각을 기반으로 하는 새로운 화합물을 합성했습니다. 이 물질의 효과를 확인하기 위해 저자는 PS2가 풍부한 틸라코이드 막을 잎(엽록체 내부 구조)에서 분리하고 생성된 현탁액에 새로운 화합물 용액을 첨가했습니다. 억제 효과는 조명으로 인한 산소 방출이 얼마나 감소했는지에 따라 평가되었습니다. 예를 들어 그 비율은 69% 감소했습니다. 또한 물질의 효과는 PS2의 활성을 특징짓는 여러 다른 반응에 의해 연구되었습니다. 예를 들어 억제제를 첨가하면 광합성 동안 엽록소의 발광이 감소합니다. 동시에 약물의 효과는 시간이 지남에 따라 변하지 않고 농도에만 의존했습니다.
산소 방출의 감소는 광계가 덜 효율적으로 작동했음을 나타냅니다. 새로운 제초제의 주요 표적은 단백질 복합체의 반응 중심이라고 가정합니다. 물질은 PS2 코어에 결합하여 구조를 변경합니다. 결과적으로 과학자들에 따르면 전자 수송 사슬의 구성 요소 간의 전하 이동 과정이 중단되었습니다.
개발 된 억제제는 예를 들어 작물의 발아 전에 나타나는 빠르게 자라는 잡초와의 싸움에서 사용될 새로운 제초제를 만드는 데 사용할 수 있습니다. 물 분해 반응은 식물 세포에서만 이루어지기 때문에 제초제는 사람과 동물에게 완전히 안전할 가능성이 높습니다.
“우리는 원치 않는 식물 종을 효과적으로 제거하여 작물 수확량을 크게 증가시키는 화합물을 개발했습니다. 이러한 데이터는 가능한 가장 낮은 농도에서 효과적인 물질 개발을 위한 기본 기반이 될 수 있습니다. 과학 아카데미.
또한 K.A. Timiryazev (모스크바), King Saud University (사우디 아라비아) 및 M.V.의 이름을 따서 명명 된 모스크바 주립 대학. 로모노소프(모스크바).