Bilim adamlarından oluşan bir ekip, bitki yapraklarında fotosentezi engelleyen yeni bir kimyasal bileşik geliştirdi: sürecin kilit reaksiyonlarından birini - suyun oksijene ayrışmasını - gerçekleştiren bir protein kompleksinin aktivitesini engeller. Bu madde, insanlara ve hayvanlara zararsızken, yabani otlarla savaşan herbisitlerin prototipi olabilir. Rus Bilim Vakfı'ndan (RNF) bir hibe ile desteklenen çalışmanın sonuçları, Cells dergisinde yayınlandı. Gazeta.ru.
Fotosentez, bitkilerin karbondioksit ve sudan organik bileşikler sentezlediği süreçtir. Her biri bir reaksiyon merkezinden, çevreleyen proteinlerden ve pigmentlerden oluşan iki büyük protein kompleksi - fotosistemler 1 ve 2 (PS1 ve PS2) yardımıyla gerçekleştirilir. Güneş ışığının etkisiyle reaksiyon merkezindeki klorofil uyarılır ve elektronlarını fotosistemdeki diğer moleküllere aktarır. Sonraki elektron geçişlerine, organik bileşiklerin sentezinde yer alan ATP gibi yüksek enerjili moleküllerin birikimi eşlik eder. Klorofilden kalan elektron eksikliği, su moleküllerinin ayrışmasıyla telafi edilir - bu işlem sırasında oksijenin bir yan ürün olarak salınması gerçekleşir.
Rusya Bilimler Akademisi (Pushchino) Temel Biyolojik Sorunlar Enstitüsü'nden bilim adamları, Gazi Üniversitesi'nden (Türkiye) meslektaşlarıyla birlikte bakır ve yapraklarda fotosentezi baskılayan organik bir parçaya dayalı yeni bir bileşik sentezlediler. Maddenin etkisini belirlemek için yazarlar, yapraklardan (kloroplastların içindeki yapılardan) PS2 ile zenginleştirilmiş tilakoid zarları izole ettiler ve ortaya çıkan süspansiyona yeni bileşiğin bir çözeltisini eklediler. Engelleyici etki, aydınlatmanın neden olduğu oksijen salınımının ne kadar azaldığıyla değerlendirildi - örneğin, oranı %69 oranında azaldı. Ek olarak, maddenin etkisi, PS2'nin aktivitesini karakterize eden bir dizi başka reaksiyonla incelenmiştir: örneğin, bir inhibitörün eklenmesi, fotosentez sırasında klorofilin lüminesansını azaltmıştır. Aynı zamanda, ilacın etkinliği zamanla değişmedi, sadece konsantrasyonuna bağlıydı.
Oksijen salınımındaki azalma, fotosistemin daha az verimli çalıştığını gösterdi. Yeni herbisitin ana hedefinin protein kompleksinin reaksiyon merkezi olduğu varsayılır: madde PS2 çekirdeğine bağlanır ve yapısını değiştirir. Sonuç olarak, bilim adamlarına göre, elektron taşıma zincirinin bileşenleri arasındaki yük transferi süreci bozuldu.
Geliştirilen inhibitör, örneğin ekinlerin çimlenmesinden önce ortaya çıkan hızlı büyüyen yabani otlarla mücadelede kullanılacak yeni bir herbisitin oluşturulmasında kullanılabilir. Su ayrışma reaksiyonu sadece bitki hücresinde gerçekleştirildiğinden, herbisitin insanlar ve hayvanlar için tamamen güvenli olması muhtemeldir.
"İstenmeyen bitki türlerinden etkili bir şekilde kurtulacak ve böylece mahsul verimini önemli ölçüde artıracak bir bileşik geliştirdik. Çalışmanın ilk yazarı Sergey Zharmukhamedov, Biyolojik Bilimler Adayı, Rusya'nın Temel Biyolojik Sorunları Enstitüsü Baş Araştırmacısı Sergey Zharmukhamedov, bu veriler, mümkün olan en düşük konsantrasyonlarda etkili olan maddelerin geliştirilmesi için temel bir temel oluşturabilir. Bilimler Akademisi.
Ayrıca Azerbaycan Ulusal Bilimler Akademisi (Bakü) Moleküler Biyoloji ve Biyoteknoloji Enstitüsü, K.A. Timiryazev (Moskova), Kral Suud Üniversitesi (Suudi Arabistan) ve M.V. Lomonosov (Moskova).