’n Span wetenskaplikes het ’n nuwe chemiese verbinding ontwikkel wat fotosintese in plantblare inhibeer: dit inhibeer die aktiwiteit van ’n proteïenkompleks wat een van die sleutelreaksies van die proses uitvoer – die ontbinding van water in suurstof. Hierdie stof kan die prototipe word van onkruiddoders wat onkruid bestry, terwyl dit skadeloos is vir mens en dier. Die resultate van die studie, ondersteun deur 'n toekenning van die Russian Science Foundation (RNF), is in die joernaal Cells gepubliseer, berig Gazeta.ru.
Fotosintese is die proses waardeur plante organiese verbindings uit koolstofdioksied en water sintetiseer. Dit word uitgevoer met behulp van twee groot proteïenkomplekse - fotosisteme 1 en 2 (PS1 en PS2), wat elk uit 'n reaksiesentrum, omliggende proteïene en pigmente bestaan. Onder die werking van sonlig word die chlorofil in die reaksiesentrum opgewonde en dra sy elektrone oor na ander molekules in die fotosisteem. Daaropvolgende elektronoorgange gaan gepaard met die ophoping van hoë-energie molekules, soos ATP, betrokke by die sintese van organiese verbindings. Die gebrek aan elektrone wat van chlorofil oorbly, word vergoed deur die ontbinding van watermolekules – dit is tydens hierdie proses dat suurstof as 'n neweproduk vrygestel word.
Wetenskaplikes van die Instituut vir Fundamentele Biologiese Probleme van die Russiese Akademie van Wetenskappe (Pushchino) saam met kollegas van die Gazi Universiteit (Turkye) het 'n nuwe verbinding gesintetiseer gebaseer op koper en 'n organiese fragment wat fotosintese in blare onderdruk. Om die effek van die stof te bepaal, het die skrywers PS2-verrykte tilakoïedmembrane geïsoleer van blare - strukture binne chloroplaste - en 'n oplossing van die nuwe verbinding by die gevolglike suspensie gevoeg. Die inhiberende effek is beoordeel deur hoeveel die suurstofvrystelling wat deur beligting veroorsaak is, verminder is - byvoorbeeld, die tempo daarvan is met 69% verminder. Daarbenewens is die effek van die stof bestudeer deur 'n aantal ander reaksies wat die aktiwiteit van PS2 kenmerk: byvoorbeeld, die byvoeging van 'n inhibeerder het die luminesensie van chlorofil tydens fotosintese verminder. Terselfdertyd het die doeltreffendheid van die middel nie mettertyd verander nie, maar het slegs afhanklik van die konsentrasie daarvan.
'n Afname in suurstofvrystelling het aangedui dat die fotosisteem minder doeltreffend gewerk het. Daar word aanvaar dat die hoofteiken van die nuwe onkruiddoder die reaksiesentrum van die proteïenkompleks is: die stof bind aan die PS2-kern en verander die struktuur daarvan. As gevolg hiervan, volgens wetenskaplikes, is die proses van ladingoordrag tussen die komponente van die elektronvervoerketting ontwrig.
Die ontwikkelde inhibeerder kan gebruik word in die skepping van 'n nuwe onkruiddoder, wat byvoorbeeld gebruik sal word in die stryd teen vinnig groeiende onkruide wat voor die ontkieming van gewasse verskyn. Aangesien die waterontbindingsreaksie slegs in die plantsel uitgevoer word, is die onkruiddoder waarskynlik heeltemal veilig vir mense en diere.
“Ons het ’n verbinding ontwikkel wat effektief van ongewenste plantspesies ontslae sal raak en sodoende oesopbrengste aansienlik verhoog. Hierdie data kan 'n fundamentele basis word vir die ontwikkeling van stowwe wat effektief is teen die laagste moontlike konsentrasies, "sê die eerste skrywer van die werk, Sergey Zharmukhamedov, Kandidaat van Biologiese Wetenskappe, Voorste Navorser by die Instituut vir Fundamentele Biologiese Probleme van die Russiese Akademie vir Wetenskappe.
Ook wetenskaplikes van die Instituut vir Molekulêre Biologie en Biotegnologie van die Nasionale Akademie van Wetenskappe van Azerbaijan (Baku), die Instituut vir Plantfisiologie vernoem na K.A. Timiryazev (Moskou), King Saud Universiteit (Saoedi-Arabië) en Moskou Staatsuniversiteit vernoem na M.V. Lomonosov (Moskou).