Калектыў навукоўцаў распрацаваў новае хімічнае злучэнне, якое інгібіруе фотасінтэз у лісці раслін: яно душыць актыўнасць бялковага комплексу, які ажыццяўляе адну з ключавых рэакцый працэсу - раскладанне вады да кіслароду. Гэтае рэчыва можа стаць прататыпам гербіцыдаў, якія змагаюцца з пустазельным раслінамі, пры гэтым яно бясшкодна для чалавека і жывёл. Вынікі даследавання, падтрыманага грантам Расійскага навуковага фонду (РНФ), апублікаваны ў часопісе Cells, паведамляе "Газета.ру".
Фотасінтэз - працэс, дзякуючы якому расліны на святла сінтэзуюць арганічныя злучэнні з вуглякіслага газу і вады. Ён ажыццяўляецца з дапамогай двух буйных бялковых комплексаў - фотасістэм 1 і 2 (ФС1 і ФС2), кожная з якіх складаецца з рэакцыйнага цэнтра, навакольных яго бялкоў і пігментаў. Пад дзеяннем сонечнага святла хларафіл у рэакцыйным цэнтры пераходзіць ва ўзбуджаны стан і перадае свае электроны іншым малекулам у складзе фотасістэмы. Наступныя пераходы электронаў суправаджаюцца назапашваннем высокаэнергетычных малекул, напрыклад АТФ, якія ўдзельнічаюць у сінтэзе арганічных злучэнняў. Недахоп электронаў, якія пайшлі з хларафіла, кампенсуецца за кошт раскладання малекул вады - менавіта ў ходзе гэтага працэсу вылучаецца кісларод як пабочны прадукт.
Навукоўцы з Інстытута фундаментальных біялагічных праблем Расійскай акадэміі навук (Пушчына) з калегамі з Універсітэта Газі (Турцыя) сінтэзавалі новае злучэнне на аснове медзі і арганічнага фрагмента, якое душыць фотасінтэз у лісці. Каб вызначыць дзеянне рэчыва, аўтары вылучалі з лісця узбагачаныя ФС2 тилакоидные мембраны - структуры ўнутры хларапластаў - і да атрыманай завісі дадавалі раствор новага злучэння. Інгібіруе дзеянне ацэньвалі па тым, наколькі памяншалася выкліканае асвятленнем вылучэнне кіслароду - так, яго хуткасць удалося знізіць на 69%. Акрамя таго, уплыў рэчыва глядзелі па шэрагу іншых рэакцый, якія характарызуюць актыўнасць ФС2: напрыклад, даданне інгібітару памяншала свячэнне хларафіла пры фотасінтэзе. Пры гэтым эфектыўнасць працы прэпарата не мянялася з часам, а залежала толькі ад яго канцэнтрацыі.
Зніжэнне вылучэння кіслароду сведчыла аб тым, што фотасістэма працавала менш эфектыўна. Мяркуецца, што галоўная мэта новага гербіцыду – рэакцыйны цэнтр бялковага комплексу: рэчыва звязвалася з ядром ФС2 і змяняла яго структуру. У выніку, як лічаць навукоўцы, парушаўся працэс перадачы зарада паміж кампанентамі ланцуга пераносу электронаў.
Распрацаваны інгібітар можа быць выкарыстаны ў стварэнні новага гербіцыду, які будзе прымяняцца, напрыклад, пры барацьбе з хуткарослымі пустазельнымі раслінамі, якія з'яўляюцца да прарастання сельскагаспадарчых культур. Бо рэакцыя раскладання вады ажыццяўляецца толькі ў расліннай клетцы, гербіцыд верагодна апынецца цалкам бяспечным для чалавека і жывёл.
«Мы распрацавалі злучэнне, якое дазволіць эфектыўна пазбаўляцца ад непажаданых відаў раслін, істотна падвышаючы, такім чынам, ураджайнасць сельскагаспадарчых культур. Гэтыя дадзеныя могуць стаць фундаментальнай асновай для распрацоўкі рэчываў, якія эфектыўна дзейнічаюць пры максімальна нізкіх канцэнтрацыях», — распавядае першы аўтар працы Сяргей Жармухамедаў, кандыдат біялагічных навук, вядучы навуковы супрацоўнік Інстытута фундаментальных біялагічных праблем РАН.
Таксама ў даследаванні прынялі ўдзел вучоныя з Інстытута малекулярнай біялогіі і біятэхналогіі Нацыянальнай акадэміі навук Азербайджана (Баку), Інстытута фізіялогіі раслін імя К.А. Ціміразева (Масква), Універсітэта караля Сауда (Саудаўская Аравія) і Маскоўскага дзяржаўнага ўніверсітэта імя М.У. Ламаносава (Масква).