La fotosíntesis es la principal fuente de energía de casi toda la vida en la tierra. Un nuevo estudio publicado en Naturaleza , proporcionan una nueva perspectiva sobre cómo la evolución ha optimizado los movimientos de los electrones impulsados ​​por la luz en la fotosíntesis para lograr una eficiencia general casi perfecta.

Casi toda la vida en la tierra tiene las reacciones de transducción de energía de la fotosíntesis como su principal fuente de energía. Estas reacciones impulsadas por la luz ocurren en plantas, algas y bacterias fotosintéticas.

Una estructura de rayos X de una proteína proporciona a los científicos mucha información sobre cómo realizan su tarea biológica en una célula viva.

Las películas de rayos X muestran cambios estructurales dentro de una proteína.

En este trabajo, los científicos utilizaron un método llamado cristalografía de rayos X de resolución temporal para hacer una película de cambios estructurales dentro de la proteína responsable de las reacciones químicas de la fotosíntesis impulsadas por la luz. Para lograr esto, los científicos de la Universidad de Gotemburgo utilizaron una fuente de rayos X líder en el mundo en California (un láser de electrones libres de rayos X) para examinar si los reordenamientos estructurales dentro de las proteínas fotosintéticas ocurren en el tiempo que tarda la luz en cruzar un cabello. de tu cabeza. Notablemente, estas mediciones mostraron que la proteína cambia de estructura en esta escala de tiempo.

Se observaron movimientos sutiles en la proteína.

Los científicos de la Universidad de Gotemburgo observaron que estos movimientos eran muy sutiles, con el donante de electrones (un grupo químico que absorbe la luz y libera un electrón) y el aceptor de electrones (un grupo químico que se encuentra a 2 nm de distancia y que recibe este electrón) moviéndose a menos de 0.03 nm (1 nm =10 ^-9 mo una millonésima de milímetro) en 300 ps (1 ps =10 ^-12 sec se llama picosegundo y es una millonésima de millonésima de segundo).

La proteína en su conjunto también cambió de estructura muy levemente para evitar que el electrón regresara a donde comenzó, lo que de otro modo haría inútil la reacción. Estos resultados son fundamentales para ver cómo la evolución ha optimizado las proteínas transductoras de energía durante miles de millones de años para permitirles realizar reacciones redox sin que se pierda energía en el proceso.

"Los estudios de cristalografía de resolución temporal de una proteína fotosintética de bacterias revelan cómo los movimientos de electrones inducidos por la luz se estabilizan por cambios estructurales de proteínas que ocurren en una escala de tiempo de picosegundos, "dice Richard Neutze, profesor de la Universidad de Gotemburgo.