Cómo el pH controla la fotoprotección en el complejo de recolección de luz de los musgos

Área de la Ciencia:

• Investigación de la fotosíntesis
• Biología molecular de las plantas
• Biofísica de los complejos de recolección de luz

Sus antecedentes:

• Los complejos de recolección de luz (LHC) regulan la absorción de luz en la fotosíntesis.
• El apagado no fotoquímico (NPQ) protege a los organismos del daño fotográfico bajo luz intensa.
• La activación de NPQ implica la acidificación de la luz tilacoidea y los cambios conformacionales del LHC, pero los mecanismos siguen sin estar claros.

Objetivo del estudio:

• Investigar los cambios conformacionales desencadenados por el pH en la proteína del complejo de recolección de luz relacionada con el estrés (LHCSR).
• Elucidar los mecanismos moleculares que vinculan la sensibilidad al pH con la activación del NPQ en los musgos.

Principales métodos:

• Se emplean dinámicas moleculares de pH constante y técnicas de muestreo mejoradas.
• Se han utilizado cálculos de mecánica cuántica/mecánica molecular (QM/MM).
• Centrado en las propiedades estructurales y electrónicas de LHCSR.

Principales resultados:

• Se identificó la protonación acoplada de tres residuos como clave para la sensibilidad al pH de la LHCSR.
• Se demostró que estas protonaciones modulan la conformación de una hélice anfipática del lado lumen.
• Se demostró que los cambios conformacionales dependientes del pH controlan un mecanismo de apagado que involucra la transferencia de carga de carotenoides y clorofila.

Conclusiones:

• El estudio revela un mecanismo molecular específico para la detección del pH y el cambio conformacional en la LHCSR.
• Conecta la dinámica de la estructura de las proteínas con la función fotoprotectora del apagado no fotoquímico.
• Proporciona información sobre la regulación de la disipación de la energía luminosa en los organismos fotosintéticos.