Mecanismo de fotoprotección impulsado por dos fotones en la proteína carotenoide naranja funcionalizada con...

Área de la Ciencia:

• La biofísica
• Investigación de la fotosíntesis
• Fotoprotección por cianobacterias

Sus antecedentes:

• La proteína carotenoide naranja (OCP) es crucial para la fotoprotección en las cianobacterias.
• OCP sufre un cambio conformacional de un estado naranja inactivo (OCP) a un estado rojo activo (OCP) al iluminarse.
• El mecanismo exacto de la activación de la OCP, en particular el papel de la absorción de fotones, sigue sin estar claro.

Objetivo del estudio:

• Investigar los requisitos de fotones para la activación de la OCP con diferentes cromóforos.
• Para aclarar el mecanismo de iniciación del fotociclo OCP.
• Comprender las implicaciones de la absorción de fotones en la función fotoprotectora del OCP.

Principales métodos:

• Utilizó una configuración de excitación de dos pulsos con retrasos de tiempo variables.
• OCP estudiado en complejo con diferentes cromóforos cetocarotenoides: cantaxantina (CAN), 3'-hidroxiquequinona (hECN) y equinenona (ECN).
• Monitoreó la formación del estado activo OCP.

Principales resultados:

• La OCP ligada a la canthaxantina se activa a la OCP R después de absorber un solo fotón.
• OCP con hECN o ECN requiere dos absorciones secuenciales de fotones para la formación de OCP R, que involucra un intermediario OCP 1hv.
• Este mecanismo de absorción de dos fotones es único en los fotorreceptores biológicos y crea un interruptor de umbral de intensidad de luz.

Conclusiones:

• El mecanismo de activación de OCP es dependiente del cromóforo, con CAN que permite la activación de un solo fotón y hECN / ECN que requiere dos.
• El descubrimiento de un mecanismo secuencial de absorción de dos fotones en OCP es nuevo para los fotorreceptores biológicos.
• Este mecanismo funciona como un interruptor de umbral, evitando la regulación a la baja de la fotosíntesis en condiciones de poca luz.