У штучній клітці зібраний фотосинтетичний апарат

Дослідники з Італії змогли зібрати в штучній клітці фотосинтетичний апарат. Це відкриває перед вченими принципово нові можливості.

Як ми знаємо, фотосинтез – це реакція, яка перетворює енергію світла в енергію хімічних зв’язків. Саме шляхом фотосинтезу рослини, використовуючи кванти світла, перетворюють вуглекислий газ і воду в органічні сполуки і кисень. Все це дозволяє виживати не тільки самим рослинам, але і мільйонам інших мікроорганізмів, що населяють наш світ. Відзначимо, що у рослин фотосинтетичний апарат розміщений в мембранах спеціальних органел, іменованих хлоропластами. В результаті роботи хлоропластів генерується потік протонів через мембрану, завдяки чому виникає протонний градієнт. Через це клітини мають можливість запасатися енергією, синтезуючи високоенергетичні молекули АТФ.

Зауважимо, що до фотосинтезу здатні деякі бактерії. У їхньому випадку місцем розташування фотосинтетичного апарату є цитоплазматичні мембрани, а протонний градієнт формується між цитоплазмою і зовнішнім середовищем.

Зараз вчені звернули увагу на фотосинтетичний апарат пурпурних бактерій. Дослідники вирішили створити штучну систему фотосинтезу. Для цієї мети був використаний лише основний трансмембранний білок реакційного центру бактерії Rhodobacter sphaeroides, в той час як допоміжні молекули вжито не було. Подібні експерименти проводилися і раніше: тільки часто вчені стикалися з проблемою орієнтації білків в мембранах. При їх встановленні вони «дивилися» в різні боки, що не дозволяло створити правильний протонний градієнт. Однак зараз вчені змогли домогтися створення справжньої протоклітини – гігантської ліпідної везикули, – має вбудовані в мембрану реакційні центри, орієнтовані в потрібну сторону.

 

Для досягнення потрібного ефекту був застосований метод перенесення крапель. Реакційні центри поверталися в необхідні боку за рахунок гідрофобних взаємодій . Отримані вченими везикули володіли діаметром приблизно 20 мкм, відрізнялися стабільністю і мали досить високу щільність білків – вони містили приблизно один реакційний центр на 2200 молекул ліпідів. За рахунок коротких спалахів світла вченим вдалося з’ясувати, що фотосинтетические білки в таких везикулах проявляють активність. Отримані результати відкривають перед дослідниками нові можливості, якщо говорити про штучне фотосинтезі.