Ғалымдар тобы өсімдік жапырақтарындағы фотосинтезді тежейтін жаңа химиялық қосылыс ойлап тапты: ол процестің негізгі реакцияларының бірін – судың оттегіге ыдырауын жүзеге асыратын ақуыз кешенінің белсенділігін тежейді. Бұл зат арамшөптермен күресетін гербицидтердің прототипі бола алады, бірақ ол адамдар мен жануарларға зиянсыз. Ресей ғылыми қорының (RNF) грантының қолдауымен жүргізілген зерттеу нәтижелері Cells журналында жарияланды, деп хабарлайды ҚазАқпарат. «Gazeta.ru».
Фотосинтез - өсімдіктердің көмірқышқыл газы мен судан органикалық қосылыстарды синтездеу процесі. Ол екі үлкен белок кешенінің көмегімен жүзеге асады - фотожүйе 1 және 2 (PS1 және PS2), олардың әрқайсысы реакция орталығынан, қоршап тұрған ақуыздар мен пигменттерден тұрады. Күн сәулесінің әсерінен реакция орталығындағы хлорофилл қозып, электрондарын фотожүйедегі басқа молекулаларға береді. Кейінгі электронды ауысулар органикалық қосылыстардың синтезіне қатысатын АТФ сияқты жоғары энергиялы молекулалардың жинақталуымен бірге жүреді. Хлорофиллден қалған электрондардың жетіспеушілігі су молекулаларының ыдырауымен өтеледі - дәл осы процесс кезінде жанама өнім ретінде оттегі бөлінеді.
Ресей ғылым академиясының іргелі биологиялық мәселелер институтының (Пущино) ғалымдары Гази университетінің (Түркия) әріптестерімен бірге жапырақтардағы фотосинтезді басатын мыс пен органикалық фрагмент негізінде жаңа қосылыс синтездеді. Заттың әсерін анықтау үшін авторлар жапырақтардан PS2 байытылған тилакоидты мембраналарды – хлоропластар ішіндегі құрылымдарды бөліп алып, алынған суспензияға жаңа қосылыс ерітіндісін қосты. Тежегіш әсер жарықтандырудан туындаған оттегінің бөлінуінің қаншалықты азайғанымен бағаланды - мысалы, оның жылдамдығы 69% -ға төмендеді. Сонымен қатар, заттың әсері PS2 белсенділігін сипаттайтын бірқатар басқа реакциялармен зерттелді: мысалы, ингибиторды қосу фотосинтез кезінде хлорофиллдің люминесценциясын төмендетті. Сонымен қатар, препараттың тиімділігі уақыт өте келе өзгермеді, тек оның концентрациясына байланысты болды.
Оттегінің бөлінуінің төмендеуі фотожүйенің аз тиімді жұмыс істейтінін көрсетті. Жаңа гербицидтің негізгі нысанасы ақуыз кешенінің реакциялық орталығы болып табылады деп болжанады: зат PS2 өзегімен байланысады және оның құрылымын өзгертеді. Нәтижесінде, ғалымдардың пікірінше, электронды тасымалдау тізбегінің құрамдас бөліктері арасындағы заряд алмасу процесі бұзылған.
Жасалған ингибиторды жаңа гербицид жасауда қолдануға болады, ол, мысалы, дақылдардың өніп шығуына дейін пайда болатын тез өсетін арамшөптермен күресуде қолданылады. Судың ыдырау реакциясы тек өсімдік жасушасында жүргізілетіндіктен, гербицид адам мен жануарлар үшін мүлдем қауіпсіз болуы ықтимал.
«Біз өсімдіктің қажетсіз түрлерінен тиімді құтылатын, осылайша егін өнімділігін айтарлықтай арттыратын қосылыс әзірледік. Бұл деректер ең төменгі концентрацияларда тиімді болатын заттарды жасау үшін іргелі негіз бола алады», - дейді жұмыстың бірінші авторы, биология ғылымдарының кандидаты, Ресей Федерациясының іргелі биологиялық мәселелер институтының жетекші ғылыми қызметкері Сергей Жармұхамедов. Ғылым академиясы.
Сондай-ақ, Әзірбайжан Ұлттық ғылым академиясының (Баку) Молекулярлық биология және биотехнология институтының, Қ.А. Тимирязев (Мәскеу), Король Сауд университеті (Сауд Арабиясы) және М.В. Ломоносов (Мәскеу).