Ang isang pangkat ng mga siyentipiko ay nakabuo ng isang bagong compound ng kemikal na pumipigil sa photosynthesis sa mga dahon ng halaman: pinipigilan nito ang aktibidad ng isang kumplikadong protina na nagsasagawa ng isa sa mga pangunahing reaksyon ng proseso - ang agnas ng tubig sa oxygen. Ang sangkap na ito ay maaaring maging prototype ng mga herbicide na lumalaban sa mga damo, habang ito ay hindi nakakapinsala sa mga tao at hayop. Ang mga resulta ng pag-aaral, na sinusuportahan ng isang grant mula sa Russian Science Foundation (RNF), ay nai-publish sa journal Cells, ulat Gazeta.ru.
Ang photosynthesis ay ang proseso kung saan ang mga halaman ay nag-synthesize ng mga organikong compound mula sa carbon dioxide at tubig. Isinasagawa ito sa tulong ng dalawang malalaking protina complex - photosystem 1 at 2 (PS1 at PS2), na ang bawat isa ay binubuo ng isang sentro ng reaksyon, nakapalibot na mga protina at pigment. Sa ilalim ng pagkilos ng sikat ng araw, ang chlorophyll sa sentro ng reaksyon ay nagiging nasasabik at inililipat ang mga electron nito sa ibang mga molekula sa photosystem. Ang mga kasunod na paglipat ng elektron ay sinamahan ng akumulasyon ng mga molekula na may mataas na enerhiya, tulad ng ATP, na kasangkot sa synthesis ng mga organikong compound. Ang kakulangan ng mga electron na natitira mula sa chlorophyll ay binabayaran ng pagkabulok ng mga molekula ng tubig - ito ay sa panahon ng prosesong ito na ang oxygen ay inilabas bilang isang by-product.
Ang mga siyentipiko mula sa Institute of Fundamental Biological Problems ng Russian Academy of Sciences (Pushchino) kasama ang mga kasamahan mula sa Gazi University (Turkey) ay nag-synthesize ng isang bagong compound batay sa tanso at isang organic na fragment na pinipigilan ang photosynthesis sa mga dahon. Upang matukoy ang epekto ng sangkap, ang mga may-akda ay naghiwalay ng PS2-enriched thylakoid membranes mula sa mga dahon—mga istruktura sa loob ng mga chloroplast—at nagdagdag ng solusyon ng bagong tambalan sa nagresultang suspensyon. Ang epekto ng pagbabawal ay nasuri sa pamamagitan ng kung gaano kalaki ang paglabas ng oxygen na dulot ng pag-iilaw ay nabawasan - halimbawa, ang rate nito ay nabawasan ng 69%. Bilang karagdagan, ang epekto ng sangkap ay pinag-aralan ng isang bilang ng iba pang mga reaksyon na nagpapakilala sa aktibidad ng PS2: halimbawa, ang pagdaragdag ng isang inhibitor ay nabawasan ang luminescence ng chlorophyll sa panahon ng photosynthesis. Kasabay nito, ang pagiging epektibo ng gamot ay hindi nagbabago sa paglipas ng panahon, ngunit nakasalalay lamang sa konsentrasyon nito.
Ang pagbaba sa paglabas ng oxygen ay nagpapahiwatig na ang photosystem ay gumana nang hindi gaanong mahusay. Ipinapalagay na ang pangunahing target ng bagong herbicide ay ang sentro ng reaksyon ng kumplikadong protina: ang sangkap ay nagbubuklod sa PS2 core at binabago ang istraktura nito. Bilang isang resulta, ayon sa mga siyentipiko, ang proseso ng paglilipat ng singil sa pagitan ng mga bahagi ng kadena ng transportasyon ng elektron ay nagambala.
Ang binuo na inhibitor ay maaaring gamitin sa paglikha ng isang bagong herbicide, na gagamitin, halimbawa, sa paglaban sa mabilis na lumalagong mga damo na lumilitaw bago ang pagtubo ng mga pananim. Dahil ang reaksyon ng agnas ng tubig ay isinasagawa lamang sa cell ng halaman, ang herbicide ay malamang na ganap na ligtas para sa mga tao at hayop.
"Kami ay nakabuo ng isang compound na epektibong mapupuksa ang mga hindi gustong uri ng halaman, kaya makabuluhang tumataas ang mga ani ng pananim. Ang mga datos na ito ay maaaring maging isang pangunahing batayan para sa pagbuo ng mga sangkap na epektibo sa pinakamababang posibleng konsentrasyon, "sabi ng unang may-akda ng gawain, si Sergey Zharmukhamedov, Kandidato ng Biological Sciences, Nangungunang Mananaliksik sa Institute of Fundamental Biological Problems ng Russian. Academy of Sciences.
Gayundin, ang mga siyentipiko mula sa Institute of Molecular Biology at Biotechnology ng National Academy of Sciences of Azerbaijan (Baku), ang Institute of Plant Physiology na pinangalanang K.A. Timiryazev (Moscow), King Saud University (Saudi Arabia) at Moscow State University na pinangalanang M.V. Lomonosov (Moscow).