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As plantas que vivem na terra, como o espinafre, crescem usando a luz do sol para realizar a fotossíntese. Como, então, as algas fotossintetizam no fundo do mar, um ambiente onde apenas um pouco de luz as atinge?
As plantas terrestres absorvem principalmente a luz vermelha e azul do sol e a usam para a fotossíntese. No entanto, apenas uma fraca luz verde-azulada atinge o fundo do oceano. Portanto, as macroalgas que crescem no oceano desenvolveram uma proteína, a chamada antena fotossintética, que utiliza eficientemente essa luz verde-azulada. A antena fotossintética das macroalgas marinhas é muito semelhante à das plantas terrestres, mas difere na estrutura dos pigmentos a ela ligados. As plantas terrestres têm dois tipos de pigmentos ligados às suas antenas fotossintéticas, ou seja, carotenóides e clorofilas. Na macroalga verde marinha códio frágilos principais carotenóides são substituídos por sifonaxantina enquanto alguma clorofila uma moléculas são substituídas por clorofila b moléculas. Sifonaxantina e clorofila b são conhecidos por contribuir para o aumento da absorção de luz verde e luz verde-azulada, respectivamente, mas o mecanismo ainda não foi totalmente compreendido.
Respondendo a essa lacuna, uma equipe de pesquisa liderada pelo professor associado Ritsuko Fujii, do Centro de Pesquisa para Fotossíntese Artificial (ReCAP) da Universidade Metropolitana de Osaka, e pelo estudante de pós-graduação Soichiro Seki, da Escola de Pós-Graduação em Ciências da Universidade da Cidade de Osaka, usou elétrons criogênicos microscopia para investigar as estruturas e ambientes de ligação de pigmentos ligados à antena fotossintética de C. frágil. Os resultados permitem a elucidação do mecanismo molecular pelo qual a luz verde-azulada – a única luz disponível nas águas profundas do mar – é utilizada com eficiência para a fotossíntese. Suas descobertas foram publicadas em Avanços BBA em 11 de novembro de 2022.
A análise de alta resolução por microscopia eletrônica criogênica mostrou que a sifonaxantina em C. frágil é muito distorcida e forma pontes de hidrogênio com a proteína circundante em dois locais. Esta característica estrutural é considerada um fator chave na capacidade da sifonaxantina de absorver a luz verde. Além disso, os pesquisadores detectaram com sucesso a diferença entre clorofila uma e clorofila b, e eles esclareceram vários locais de substituição de moléculas de clorofila. Quando ocorre a substituição, a região adjacente da clorofila b aglomerados torna-se mais amplo, permitindo uma melhor absorção da luz verde-azulada. Ou seja, a equipe conseguiu obter informações sobre as coordenadas do pigmento, contribuindo para um melhor entendimento do mecanismo de fotossíntese mais eficiente.
“Acho que aumentar a utilização da fotossíntese simplesmente alterando a estrutura do pigmento seria uma estratégia econômica”, explicou o professor Fujii. “Aprender tais estratégias de sobrevivência dos organismos levaria a um melhor uso da luz solar e ao desenvolvimento de fontes de energia renováveis para os seres humanos”.
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Universidade Metropolitana de Osaka. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
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