Des chercheurs de l'Université de Séville et du Centro Superior de Investigaciones Científicas ont proposé un modèle qui explique le mécanisme moléculaire utilisé par les plantes pour adapter leur mécanisme photosynthétique à l'intensité lumineuse.
La photosynthèse est le principal processus de production de la matière organique et de l'oxygène sur Terre. Au cours de la journée, La fixation du CO2 et le métabolisme photosynthétique restent actifs dans les chloroplastes végétaux via un mécanisme de régulation dans lequel les systèmes redox comme les thiorédoxines (TRX) jouent un rôle central. Les TRX chloroplastiques utilisent de la ferredoxine (Fd) réduite par le flux photosynthétique d'électrons, reliant la régulation métabolique à la lumière. En outre, les chloroplastes ont NTRC, un système redox supplémentaire, exclusif aux organismes photosynthétiques, lequel, comme cela se produit chez les organismes hétérotrophes, utilise le NADPH comme pouvoir réducteur.
La photosynthèse génère inévitablement des agents oxydants tels que le peroxyde d'hydrogène, ce qui peut être nocif. Pour cette raison, les chloroplastes ont des systèmes protecteurs comme les 2-cys peroxiredoxines (2CP), dont l'activité dépend de la NTRC, c'est ainsi qu'une fonction antioxydante a été proposée pour cette enzyme. Cependant, des études ultérieures ont montré la participation du NTRC dans les processus métaboliques régulés par les TRX, comme la synthèse de l'amidon et de la chlorophylle. Ces résultats suggèrent une profonde interrelation entre les systèmes redox à base de Fd (TRX) et de NADPH (NTRC) et les antioxydants au moyen d'un mécanisme à base moléculaire inconnue.
Les auteurs de cette étude ont montré que le fonctionnement du métabolisme photosynthétique et son adaptation aux variations imprévisibles de l'intensité lumineuse dépendent de l'équilibre redox des peroxiredoxines (2CP), qui agissent en intégrant les systèmes complexes de régulation redox des chloroplastes. Ces résultats, obtenu à partir de l'espèce modèle Arabidopsis thaliana, signifient une avancée importante dans la connaissance de la photosynthèse et suggèrent de nouvelles approches biotechnologiques pour augmenter à la fois le taux photosynthétique de fixation du CO2 et la production conséquente de matière organique.
