I ricercatori dell'Università di Siviglia e del Centro Superior de Investigaciones Científicas hanno proposto un modello che spiega il meccanismo molecolare utilizzato dalle piante per adattare il loro meccanismo fotosintetico all'intensità della luce.
La fotosintesi è il processo di produzione primario della Terra per materiale organico e ossigeno. Durante il giorno, La fissazione della CO2 e il metabolismo fotosintetico rimangono attivi nei cloroplasti delle piante attraverso un meccanismo di regolazione in cui i sistemi redox come le tioredossine (TRX) svolgono un ruolo centrale. I TRX cloroplastici utilizzano la ferredossina (Fd) ridotta dal flusso fotosintetico degli elettroni, collegando la regolazione metabolica con la luce. Inoltre, i cloroplasti hanno NTRC, un sistema redox aggiuntivo, esclusiva degli organismi fotosintetici, quale, come avviene negli organismi eterotrofi, utilizza NADPH come potere riducente.
La fotosintesi genera inevitabilmente agenti ossidanti come il perossido di idrogeno, che può essere dannoso. Per questa ragione, i cloroplasti hanno sistemi protettivi come 2-cys perossiredossine (2CP), la cui attività dipende dall'NTRC, e così è stata proposta una funzione antiossidante per questo enzima. Però, studi successivi hanno mostrato la partecipazione di NTRC nei processi metabolici regolati dai TRX, come la sintesi dell'amido e della clorofilla. Questi risultati suggeriscono una profonda interrelazione tra sistemi redox basati su Fd (TRXs) e NADPH (NTRC) e antiossidanti mediante un meccanismo a base molecolare sconosciuta.
Gli autori di questo studio hanno dimostrato che il funzionamento del metabolismo fotosintetico e il suo adattamento a variazioni imprevedibili dell'intensità della luce dipendono dal bilancio redox delle perossiredossine (2CP), che agiscono integrando i complessi sistemi di regolazione redox dei cloroplasti. Questi risultati, ottenuto dalla specie modello Arabidopsis thaliana, rappresentano un importante progresso nella conoscenza della fotosintesi e suggeriscono nuovi approcci biotecnologici per aumentare sia il tasso fotosintetico di fissazione della CO2 sia la conseguente produzione di materiale organico.
