Используя листья шпината и свою оригинальную технологию, биофизики из Мичиганского университета разобрались в деталях механизма фотосинтеза, которые до сих пор не были известны науке. Статью с результатами своих исследований они опубликовали в журнале Nature Chemistry.
Фотосинтез – важнейший биохимический процесс на планете, в ходе которого растения из углекислого газа и воды с использованием солнечной энергии образуют молекулу глюкозы и кислород. Таким образом, они обеспечивают все прочие живые организмы питательными веществами и кислородом.
В биохимии фотосинтеза важнейшие реакции происходят с переносом электрона. Эти же реакции используются в искусственных системах для получения энергии. Ученые поставили задачу выяснить, что помогает растениям сделать этот процесс максимально эффективным.
В качестве сырья биологи использовали листья шпината, пропустив их через блендер и выделив белковые комплексы. На этой модели они применили спектроскопический метод и с его помощью уловили вибрации молекул, происходящие во время передачи электрона по цепочке.
Ученые сравнивают это с тем, как люди передают друг другу по цепочке какие-либо предметы. Эффективность такой передачи зависит от скоординированных движений рук каждого звена цепочки. Так и молекулы, совершая вибрационные движения, повышают эффективность переноса электронов.
Полученную информацию биоинженеры могут использовать для конструирования искусственных фотосинтетических систем получения энергии.
