Vzkříšení dávných enzymů odkrývá evoluci fotosyntézy

Rubisco je klíčovým enzymem fotosyntézy a zároveň nejhojnějším enzymem na Zemi. Mezinárodní tým odborníků rekonstruoval enzymy z doby před 1 miliardou let, aby osvětlil evoluci Rubisca a rané fotosyntézy. Motivem bylo nejen samotné poznání, ale také úsilí o vylepšení Rubisca kvůli našemu zemědělství.

Němečtí a singapurští badatelé využili počítačové modely a syntetickou biologii, aby rekonstruovali a prostudovali prastaré enzymy v laboratoři. V rámci této molekulární paleontologie zjistili, že zásadní adaptaci enzymu Rubisco, týkající se vzestupu obsahu kyslíku v atmosféře, nepřinesly mutace v reakčních centrech a na podobně významných místech, ale celá nová komponenta struktury Rubisca.

Vlastnosti enzymu Rubisco velmi zajímají šlechtitele nových plodin. Není tajemstvím, že právě nedokonalé fungování Rubisca přináší plodinám během růstu veliké ztráty, především kvůli přepínání žádoucí karboxylace na nežádoucí oxidaci. Vědci zjistili, že varianty Rubisca, které jsou úspěšnější v karboxylaci, disponují proteinovou komponentou, podjednotkou Rubisca, jejíž funkce není úplně jasná.

Jak uvedla vedoucí výzkumu Luca Schulz z německého Institutu Maxe Plancka, s kolegy očekávali, že zmíněná proteinová komponenta přímo ovlivňuje reakční centra Rubisca a chrání je před kyslíkem. To se ale nepotvrdilo. Namísto toho zjistili, že inkriminovaná komponenta funguje jako „modulátor evoluce“. Její přítomnost totiž mění účinek mutací v reakčních centrech Rubisca. Zdá se, že získání této komponenty zcela změnilo evoluční potenciál Rubisca.

Autor: RNDr. Stanislav Mihulka, Ph.D.

Zdroj obrázku: MPI f. Terrestrial Microbiology/ L. Schulz.

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.

Více informací najdete zde: