Skupina výzkumníků podává zprávu o struktuře a funkci nového proteinu s názvem „Calredoxin“. Calredoxin váže vápník a v závislosti na jeho vazbě katalyzuje redoxní reakce, zejména pohánějící detoxikaci škodlivých forem kyslíku. Vědci zkoumají, jak tento protein funguje na křižovatce reakcí závislých na vápníku a redoxu, aby podpořil účinnou kyslíkovou fotosyntézu.
Přeměna sluneční energie na chemickou energii a stavební materiál z anorganických sloučenin kyslíkovou fotosyntézou podporuje velkou část života na této planetě. U rostlin se tyto reakce nacházejí v chloroplastu. Produkce kyslíku a asimilace oxidu uhličitého do organické hmoty určuje do značné míry složení naší atmosféry.
Aby se kyslíkové fotosyntetické organismy vyrovnaly s různou intenzitou světla, vyvinuly aklimatizační strategie, jejichž cílem je optimalizovat fotosyntetický výkon a snížit oxidační stres. Škodlivé formy kyslíku, jako jsou reaktivní formy kyslíku (ROS), jsou generovány zejména fotosyntézou při kolísavém světle a vysokém světelném stresu. V posledním čísle Nature Communications mezinárodní tým kolem prof. Michaela Hipplera z Institutu rostlinné biologie a biotechnologie (WWU Münster, Německo) a prof. Genji Kurisu z Institutu pro výzkum proteinů (Univerzita v Osace, Japonsko) informuje struktura a funkce nového proteinu s názvem "Calredoxin."
Calredoxin váže vápník a v závislosti na jeho vazbě katalyzuje, redoxní reakce. Zejména při detoxikaci ROS hrají zásadní roli redoxní reakce. Vápník je základním prvkem kyslíkové fotosyntézy a také se kriticky podílí na regulaci vysokého světelného stresu. Calredoxin byl objeven v chloroplastu zelené řasy Chlamydomonas reinhardtii a je např. podílí se na detoxikaci ROS zprostředkované peroxiredoxinem při lehkém stresu.
Rentgenová struktura Calredoxinu s navázanými vápenatými ionty byla úspěšně vyřešena s rozlišením 1,6 Å, jejíž architektura je vhodná pro intramolekulární komunikaci vápníkové a redoxní signalizace a mezimolekulární interakci s peroxiredoxinem. Calredoxin tak funguje na křižovatce reakcí závislých na vápníku a redoxu a podporuje účinnou kyslíkovou fotosyntézu.
Omezení světové produktivity plodin je vážný problém. Jednou latentní možností řešení tohoto problému je zvýšení účinnosti fotosyntézy. Principiální omezení účinné fotosyntézy spočívá v tom, že organismy absorbují více světla v plném slunečním světle, než mohou efektivně využít, takže rostliny vyvinuly řadu mechanismů pro fotoaklimatizaci, včetně mechanismu popsaného v současných nových poznatcích. Přestože jsou naše zjištění na úrovni základního výzkumu, mohou pomoci řešit zemědělskou krizi a přepracovat fotosyntézu, což by pro nás bylo velkou vědeckou výzvou.
Prof. Hippler a prof. Kurisu říkají „naše spolupráce mezi Ósakou a Münsterem se skutečně doplňuje, protože OU nemá zemědělské fakulty a WWUM nemá oddělení strukturální biologie.“
