Новости химической науки > когда растениям достаётся слишком много Солнца

Растениям необходим солнечный свет для перевода его в энергию химических связей в ходе процесса фотосинтеза. Уже два десятилетия было известно, что существует специальный защитный механизм, предотвращающий растения от избытка излучения, способного приводить к окислительному повреждению хлорофилла и других ключевых соединений. Однако, биофизический механизм этой защиты был до недавнего времени неизвестен.

Химик Graham R. Fleming, ботаник Krishna K. Niyogi, и их коллеги в Lawrence Berkeley National Laboratory, Калифорнийского Университета, показали, что зеаксантин, каротеноид, вырабатываемый растениями при интенсивном солнечном облучении, несёт ответственность за защитный эффект [Science, 307, 433 (2005)].

Используя спектроскопию в фемптосекундном диапазоне и генетические методы, группа показала, что подвержение листьев шпината интенсивному облучению, приводит к образованию катион-радикала зеаксантина. Эти катион-радикалы образуются при взаимодействии зеаксантина с потенциально опасными фотовозбуждёнными молекулами хлорофилла. Зеаксантин отдаёт электрон возбуждённому хлорофиллу, давая анион-радикал хлорофилла и катион-радикал зеаксантина. Эти соединения подвергаются мгновенному рекомбинированию, сопровождающемуся уравниванием зарядов, позволяя хлорофиллу терять фотоэнергию в качестве тепловой.

Это исследование – «большой прорыв в объяснении механизма защиты от избыточного облучения на молекулярном уровне», комментирует Robert E. Blankenship из Arizona State University. Кроме того, «он указывает на возможные пути практического применения» добавляет он же, такие как защита искусственных фотосинтетических систем от повреждения их излучением.

источник: C&EN, Volume 83, Number 4, p. 10