Nieuws

Hoe planten de fotosynthese dempen

Door carotenoïde-moleculen te vervormen kunnen planten de hoeveelheid energie regelen, die hun chlorofyl te verwerken krijgt. Zo voorkomen ze schade door een teveel aan zonlicht, blijkt uit Amsterdams onderzoek dat zojuist verscheen in Nature Communications.

Dát planten heel snel kunnen schakelen als er bijvoorbeeld ineens geen wolk meer voor de zon zit, was al bekend. Maar niemand begreep hoe. Dat carotenoïdes er iets mee te maken hebben is een nieuw idee, legt eerste auteur Nicoletta Liguori uit.

Zowel die carotenoïdes als het chlorofyl zitten als pigmenten in ‘light-harvesting complexes’ (LHC’s), die als lichtgevoelige antenne dienen voor de fotosynthese. Tot nu toe werd aangenomen dat de carotenoïdes daarbij twee functies hebben. Ze absorberen andere golflengtes dan het chlorofyl, zodat de plant een breder deel van het zonnespectrum nuttig kan gebruiken; die energie geven ze vervolgens door voor verdere verwerking. En ze beschermen als anti-oxidant het chlorofyl tegen oxidatieve stress.

Elke functie correspondeert met een zogeheten ‘dark state’: een conformatie van het molecuul waarin het geen extra foton meer kan opnemen.

Maar volgens Liguori, Roberta Croce en collega’s van de Vrije Universiteit en het Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie in Potsdam is er een derde functie. Ze ontdekten het door tabaksplanten dusdanig te modificeren dat ze nog maar één soort carotenoïde aanmaken in plaats van een aantal verschillende. Metingen met femtoseconde-spectroscopie lieten zien dat dat ene carotenoïde (astaxanthine, om precies te zijn) niet twee maar drie verschillende dark states kent. En in die derde staat blijkt het overtollige energie te kunnen overnemen van chlorofyl, om dat vervolgens te dissiperen in de vorm van warmte.

Die veelheid van conformaties is volgens de onderzoekers alleen te verklaren door aan te nemen dat de lange, flexibele carotenoïdes fysiek worden vervormd door de omringende LHC-eiwitten. Dat het bij de bekende dark states zo werkt, was trouwens al eerder geconstateerd.

Hoe die vervorming precies in zijn werk gaat, en vooral hoe de hoeveelheid zonlicht haar kan aansturen, blijft voorlopig nog onduidelijk. Liguori bestudeerde haar LHC’s tot nu toe in vitro, zonder de omringende eiwitten die er ongetwijfeld iets mee te maken hebben. Wordt vervolgd, dus.

bron: VU

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van C2W.

Meld je nu aan!

C2W Social Media

Logo Twitter

Logo Linkedin

Wordt abonnee/lid

Logo KNCV

Sluit nu een abonnement af of word lid van de KNCV en ontvang elke week het laatste nieuws, digitaal of op papier. 

Sluit nu een abonnement af!