I ricercatori della Ruhr-Universität Bochum e della Philipps-Universität Marburg hanno studiato come la parte sensibile alla luce del fitocromo della biomolecola cambia da uno stato adattato alla luce a uno stato adattato al buio. Finora, sono note solo le strutture di poche biomolecole fotosensibili – e solo per gli stati finali di luce e oscurità, ma non per i passaggi intermedi. Utilizzando vari metodi spettroscopici, il team di Bochum-Marburg è ora riuscito ad acquisire nuove conoscenze sui cambiamenti strutturali dinamici.

Il gruppo guidato dalla Professoressa Enrica Bordignon di Bochum e dal Professor Oliver Essen di Marburg descrive i risultati sulla rivista Struttura , pubblicato online il 20 settembre 2018.

Indagare sui cambiamenti strutturali guidati dalla luce

"Le biomolecole sensibili alla luce come i fitocromi delle piante sono interessanti per varie applicazioni, ad esempio in agricoltura, dove un cambiamento nel fitocromo potrebbe ottimizzare le abitudini di crescita delle piante, o per strumenti optogenetici che consentono di controllare con la luce l'attività delle cellule geneticamente modificate nel corpo vivente, "dice Enrica Bordignon, capo del gruppo di lavoro sulla spettroscopia EPR di Bochum. Approfondimenti su come i fotorecettori cambiano la loro struttura spaziale quando esposti alla luce potrebbero far avanzare queste applicazioni. "Finora, però, è stata una sfida decifrare questi processi con risoluzione atomica, " spiega il ricercatore di dottorato Tufa Assafa.

I ricercatori hanno analizzato una molecola di fitocromo da cianobatteri utilizzando una forma speciale di spettrometria di massa e un metodo spettroscopico chiamato risonanza di spin elettronico. A differenza di altri metodi, sono stati in grado di studiare la molecola in soluzione e tracciare i suoi cambiamenti strutturali senza doverla cristallizzare. Hanno osservato diversi cambiamenti strutturali caratteristici nel segmento sensibile alla luce del fitocromo e hanno creato un modello che mostra le fasi di conversione innescate dalla luce. Inoltre, la squadra ha dimostrato che, per diversi fitocromi, esiste un meccanismo universale per la trasformazione dallo stato adattato al buio allo stato adattato alla luce.