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    Gli elementi costitutivi di tutta la vita acquisiscono una nuova comprensione

    Credito:CC0 Dominio Pubblico

    Una nuova ricerca su un enzima essenziale per la fotosintesi e tutta la vita sulla terra ha scoperto una scoperta chiave nella sua struttura che rivela come la luce può interagire con la materia per creare un pigmento essenziale per la vita.

    Il lavoro fornisce una comprensione strutturale di come funziona un enzima attivato dalla luce coinvolto nella sintesi della clorofilla. Gli enzimi attivati ​​dalla luce sono rari in natura, con solo tre noti. Questo enzima in particolare, chiamata protoclorofillide ossidoreduttasi o "POR", è responsabile di rendere il pigmento vitale per la clorofilla nelle piante. Senza clorofilla, non c'è fotosintesi e nessuna vita vegetale.

    Comprendere la struttura dell'enzima POR offre un raro assaggio di come funziona un enzima naturale attivato dalla luce. Sia i chimici che i bioscienziati sono stati affascinati dall'attivazione della catalisi biologica per molti anni e capire come la luce può guidare le reazioni enzimatiche è stata una grande sfida. La struttura rivelata mostra come l'architettura dell'enzima consente a uno dei reagenti di catturare la luce e incanalarla per guidare una reazione biologica cruciale coinvolta nella sintesi della clorofilla. La comprensione di questi concetti fondamentali dovrebbe avere importanti implicazioni per la progettazione di nuovi catalizzatori chimici e biochimici attivati ​​dalla luce che sono sempre più importanti nell'uso degli enzimi nella produzione chimica.

    La ricerca condotta dall'Università di Manchester, insieme ai colleghi in Cina (Accademia cinese di scienze agrarie, Università Jiao Tong di Shanghai, Zhejiang University of Technology e Qi Institute), è pubblicato oggi sulla rivista Natura . Il professor Nigel Scrutton ha detto della nuova scoperta:"Questi studi rivelano come l'enzima POR determina la riduzione guidata dalla luce del pigmento Pchlide. I nostri studi forniscono una base strutturale per sfruttare l'energia della luce per guidare la catalisi in questo importante enzima biosintetico della clorofilla, che è cruciale per la conversione dell'energia da luce a chimica e per il flusso di energia nella biosfera".

    Il dottor Derren Heyes ha condotto molti degli esperimenti per la nuova ricerca, ha detto:"La struttura cristallina di questo importante enzima attivato dalla luce ha dimostrato di essere sfuggente per molti anni. Il nostro lavoro attuale fornisce il cruciale collegamento mancante tra la struttura proteica e la chimica della reazione e apre la strada a studi computazionali dettagliati della reazione nel futuro."

    Dimostrare per la prima volta un aspetto così fondamentale della vita biologica ci dice come si svolge il processo all'interno delle cellule per consentire la fotosintesi. Il team ha scoperto che l'energia luminosa attiva uno dei suoi substrati, protoclorofillide, un precursore della clorofilla, all'interno dell'enzima per guidare la rottura del legame "a valle" e le reazioni.

    Questa nuova scoperta mostra che stiamo ancora svelando i mattoni fondamentali della vita che risalgono a prima degli umani di miliardi di anni. Questa importante scoperta scientifica fornisce una visione strutturale e fisica unica di una reazione fondamentale in natura. Questo potrebbe aprire la porta alla possibilità di bioingegneria degli enzimi artificiali attivati ​​dalla luce in futuro.


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