La production de protons Rubisco peut améliorer l’acquisition de CO2 – –

Rubisco est sans doute la protéine la plus abondante – et la plus importante – sur Terre. Cette enzyme stimule la photosynthèse, le processus que les plantes utilisent pour convertir la lumière du soleil en énergie pour alimenter la croissance et le rendement des cultures. Le rôle de Rubisco est de capter et de fixer le dioxyde de carbone (CO2) en sucre qui alimente les activités de l’usine. Cependant, autant que Rubisco profite à la croissance des plantes, il peut également fonctionner à un rythme notoirement lent qui crée un obstacle à l’efficacité photosynthétique.

Environ 20% du temps, Rubisco fixe l’oxygène (O2) molécules au lieu de CO2, coûtant l’énergie de l’usine qui aurait pu être utilisée pour créer du rendement. Ce processus qui prend du temps et de l’énergie est appelé photorespiration, où la plante envoie ses enzymes à travers trois compartiments différents au sein de la cellule végétale.

“Cependant, de nombreux organismes photosynthétiques ont développé des mécanismes pour surmonter certaines des limitations de Rubisco”, a déclaré Ben Long qui a dirigé cette étude récente publiée dans PNAS pour un projet de recherche appelé Realizing Increased Photosynthetic Efficiency (RIPE). RIPE, qui est dirigé par l’Illinois en partenariat avec l’Université nationale australienne (ANU), conçoit des cultures pour être plus productives en améliorant la photosynthèse. RIPE est soutenu par la Fondation Bill & Melinda Gates, la Fondation pour la recherche sur l’alimentation et l’agriculture et le Bureau britannique des affaires étrangères, du Commonwealth et du développement.

“Parmi ces organismes se trouvent des microalgues et des cyanobactéries provenant d’environnements aquatiques, qui ont des enzymes Rubisco fonctionnant efficacement dans des gouttelettes de protéines liquides et des compartiments protéiques appelés pyrénoïdes et carboxysomes”, a déclaré le chercheur principal Long de l’ANU Research School of Biology.

Lire aussi  Les fourmis envahissantes frappent durement le Texas - maintenant un champignon tueur vient pour elles

La manière dont ces compartiments protéiques contribuent à la fonction Rubisco n’est pas entièrement connue. L’équipe de l’ANU a cherché à trouver la réponse en utilisant un modèle mathématique axé sur la réaction chimique menée par Rubisco. Comme il recueille le CO2 de l’atmosphère, Rubisco libère également des protons chargés positivement.

«À l’intérieur des compartiments Rubisco, ces protons peuvent accélérer Rubisco en augmentant la quantité de CO2 disponible. Les protons le font en aidant à la conversion du bicarbonate en CO2», a déclaré Long.« Le bicarbonate est la principale source de CO2 dans les milieux aquatiques et les organismes photosynthétiques qui utilisent du bicarbonate peuvent nous en dire long sur la façon d’améliorer les plantes cultivées. “

Le modèle mathématique donne à l’équipe ANU une meilleure idée de la raison pour laquelle ces compartiments Rubisco spéciaux pourraient améliorer la fonction de l’enzyme et leur donne également plus d’informations sur leur évolution. Une hypothèse de l’étude suggère que les périodes de faible taux de CO2 dans l’atmosphère ancienne de la Terre peut avoir été le déclencheur pour que les cyanobactéries et les microalgues évoluent dans ces compartiments spécialisés, alors qu’ils pourraient également être bénéfiques pour les organismes qui poussent dans des environnements à faible luminosité.

Les membres de l’ANU du projet RIPE (Realizing Increased Photosynthetic Efficiency) tentent de construire ces compartiments Rubisco spécialisés dans les plantes cultivées pour aider à augmenter le rendement.

«Les résultats de cette étude», a expliqué Long, «fournissent un aperçu du fonctionnement correct des compartiments Rubisco spécialisés et nous donnent une meilleure compréhension de la façon dont nous nous attendons à ce qu’ils fonctionnent dans les plantes.

Lire aussi  L'appareil photo de votre téléphone pourrait bientôt suivre vos niveaux de SpO2 dans le sang

Source de l’histoire:

Matériel fourni par Institut Carl R. Woese de biologie génomique, Université de l’Illinois à Urbana-Champaign. Original écrit par Amanda Nguyen. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

.

Leave a Reply

Your email address will not be published.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Recent News

Editor's Pick