Një ekip shkencëtarësh ka zhvilluar një përbërje të re kimike që pengon fotosintezën në gjethet e bimëve: pengon aktivitetin e një kompleksi proteinash që kryen një nga reaksionet kryesore të procesit - dekompozimin e ujit në oksigjen. Kjo substancë mund të bëhet prototipi i herbicideve që luftojnë barërat e këqija, ndërkohë që është i padëmshëm për njerëzit dhe kafshët. Rezultatet e studimit, të mbështetur nga një grant nga Fondacioni Rus i Shkencës (RNF), u botuan në revistën Cells, raporton Gazeta.ru.
Fotosinteza është procesi me të cilin bimët sintetizojnë përbërjet organike nga dioksidi i karbonit dhe uji. Ajo kryhet me ndihmën e dy komplekseve të mëdha proteinike - fotosistemet 1 dhe 2 (PS1 dhe PS2), secila prej të cilave përbëhet nga një qendër reagimi, proteina dhe pigmente përreth. Nën veprimin e dritës së diellit, klorofili në qendrën e reagimit ngacmohet dhe transferon elektronet e tij në molekula të tjera në fotosistem. Tranzicionet e mëvonshme të elektroneve shoqërohen nga akumulimi i molekulave me energji të lartë, si ATP, të përfshira në sintezën e përbërjeve organike. Mungesa e elektroneve të mbetura nga klorofili kompensohet nga dekompozimi i molekulave të ujit - është gjatë këtij procesi që oksigjeni lirohet si nënprodukt.
Shkencëtarët nga Instituti i Problemeve Themelore Biologjike të Akademisë Ruse të Shkencave (Pushchino) me kolegë nga Universiteti Gazi (Turqi) kanë sintetizuar një përbërje të re të bazuar në bakër dhe një fragment organik që shtyp fotosintezën në gjethe. Për të përcaktuar efektin e substancës, autorët izoluan membranat tilakoid të pasuruar me PS2 nga gjethet - struktura brenda kloroplasteve - dhe shtuan një zgjidhje të përbërjes së re në pezullimin që rezulton. Efekti frenues u vlerësua nga sa u zvogëlua çlirimi i oksigjenit i shkaktuar nga ndriçimi - për shembull, shkalla e tij u ul me 69%. Për më tepër, efekti i substancës u studiua nga një numër reaksionesh të tjera që karakterizojnë aktivitetin e PS2: për shembull, shtimi i një frenuesi reduktoi ndriçimin e klorofilit gjatë fotosintezës. Në të njëjtën kohë, efektiviteti i ilaçit nuk ndryshoi me kalimin e kohës, por varej vetëm nga përqendrimi i tij.
Një rënie në çlirimin e oksigjenit tregoi se fotosistemi funksiononte më pak me efikasitet. Supozohet se objektivi kryesor i herbicidit të ri është qendra e reagimit të kompleksit proteinik: substanca lidhet me bërthamën PS2 dhe ndryshon strukturën e saj. Si rezultat, sipas shkencëtarëve, procesi i transferimit të ngarkesës midis përbërësve të zinxhirit të transportit të elektroneve u ndërpre.
Frenuesi i zhvilluar mund të përdoret në krijimin e një herbicidi të ri, i cili do të përdoret, për shembull, në luftën kundër barërave të këqija me rritje të shpejtë që shfaqen para mbirjes së kulturave. Meqenëse reaksioni i dekompozimit të ujit kryhet vetëm në qelizën bimore, herbicidi ka të ngjarë të jetë plotësisht i sigurt për njerëzit dhe kafshët.
“Ne kemi zhvilluar një përbërje që në mënyrë efektive do të heqë qafe speciet e padëshiruara të bimëve, duke rritur kështu ndjeshëm rendimentet e të korrave. Këto të dhëna mund të bëhen një bazë themelore për zhvillimin e substancave që janë efektive në përqendrimet më të ulëta të mundshme, "thotë autori i parë i punës, Sergey Zharmukhamedov, Kandidat i Shkencave Biologjike, Hulumtues Kryesor në Institutin e Problemeve Themelore Biologjike të Rusisë. Akademia e Shkencave.
Gjithashtu, shkencëtarët nga Instituti i Biologjisë Molekulare dhe Bioteknologjisë së Akademisë Kombëtare të Shkencave të Azerbajxhanit (Baku), Instituti i Fiziologjisë së Bimëve me emrin K.A. Timiryazev (Moskë), Universiteti i Mbretit Saud (Arabia Saudite) dhe Universiteti Shtetëror i Moskës me emrin M.V. Lomonosov (Moskë).