Los pirenoides diatómicos están encerrados en una cáscara proteica que permite una fijación eficiente de CO2

Área de la Ciencia:

• Biología marina
• La bioquímica
• Biología estructural

Sus antecedentes:

• Los pirenoides mejoran la eficiencia de fijación de dióxido de carbono (CO2) en las algas a través de Rubisco.
• Los diatomeas contribuyen significativamente a la asimilación global de CO2, sin embargo, sus estructuras pirenoides no se comprenden bien.

Objetivo del estudio:

• Identificar y caracterizar las proteínas que forman el caparazón pirenoide (PyShell) en las diatomeas.
• Para aclarar las funciones estructurales y funcionales de la PyShell en la fijación de CO2.

Principales métodos:

• Enlace cruzado fotográfico in vivo para identificar las proteínas PyShell.
• Tomografía criolectrónica in situ para visualizar la estructura pirenoide.
• Microscopía crioelectrónica de una sola partícula (cryo-EM) para la determinación de la estructura en alta resolución.
• Mutantes genéticos para evaluar la función de las PyShell.

Principales resultados:

• Proteínas PyShell identificadas y localizadas en la periferia pirenoide en Phaeodactylum tricornutum y Thalassiosira pseudonana.
• Reveló una vaina de proteína en forma de celosía que envuelve pirenoides de diatomeas.
• Se determinó una estructura de resolución de 2,4-Å de una red TpPyShell1 in vitro.
• Demostró que los mutantes knockout que carecen de PyShell exhiben una morfología pirenoide alterada y un fenotipo que requiere alto CO2 con una eficiencia fotosintética reducida.

Conclusiones:

• La PyShell de diatomeas es una vaina de proteína crítica esencial para la estructura y función de los pirenoides.
• El PyShell juega un papel vital en la asimilación eficiente de CO2 por las diatomeas.
• Comprender el PyShell proporciona información molecular sobre la asimilación del carbono en el océano.