La photosynthèse est la principale source d'énergie pour presque toute la vie sur terre. Une nouvelle étude, Publié dans La nature , fournir un nouvel aperçu de la façon dont l'évolution a optimisé les mouvements d'électrons induits par la lumière dans la photosynthèse pour atteindre une efficacité globale presque parfaite.

Presque toute la vie sur terre a les réactions de transduction d'énergie de la photosynthèse comme principale source d'énergie. Ces réactions induites par la lumière se produisent dans les plantes, algues et bactéries photosynthétiques.

Une structure aux rayons X d'une protéine fournit aux scientifiques de nombreuses informations sur la façon dont ils effectuent leur tâche biologique dans une cellule vivante.

Les films radiographiques montrent des changements structurels au sein d'une protéine

Dans ce travail, les scientifiques ont utilisé une méthode appelée cristallographie aux rayons X résolue dans le temps pour réaliser un film des changements structurels au sein de la protéine responsable des réactions chimiques de la photosynthèse induites par la lumière. Pour y parvenir, des scientifiques de l'Université de Göteborg ont utilisé une source de rayons X de renommée mondiale en Californie (un laser à électrons libres à rayons X) pour examiner si des réarrangements structurels au sein des protéines photosynthétiques se produisent pendant le temps nécessaire à la lumière pour traverser un cheveu. de ta tête. Remarquablement, ces mesures ont montré que la protéine change de structure à cette échelle de temps.

Des mouvements subtils de la protéine ont été observés

Des scientifiques de l'université de Göteborg ont observé que ces mouvements étaient très subtils, avec à la fois le donneur d'électrons (un groupe chimique qui absorbe la lumière et libère un électron) et l'accepteur d'électrons (un groupe chimique qui est situé à 2 nm et qui reçoit cet électron) se déplaçant à moins de 0,03 nm (1 nm =10 ^-9 m ou un millionième de millimètre) en 300 ps (1 ps =10 ^-12 sec est appelé picoseconde et est un millionième de millionième de seconde).

La protéine dans son ensemble a également très légèrement changé de structure afin d'empêcher l'électron de revenir à son point de départ, ce qui rendrait la réaction inutile. Ces résultats sont fondamentaux pour savoir comment l'évolution a optimisé les protéines de transduction d'énergie sur des milliards d'années pour leur permettre d'effectuer des réactions d'oxydoréduction sans perte d'énergie dans le processus.

"Les études de cristallographie résolue dans le temps d'une protéine photosynthétique de bactéries révèlent comment les mouvements d'électrons induits par la lumière sont stabilisés par des changements structurels de la protéine se produisant sur une échelle de temps de la picoseconde, " dit Richard Neutze, professeur à l'Université de Göteborg.