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Energía solar y plantas: Nuevo estudio aclara un mecanismo clave de la fotosíntesis C4

Algunas plantas dominan una forma especial de utilización de la energía solar que ofrece grandes ventajas en condiciones cálidas. Un nuevo estudio proporciona ahora nuevos conocimientos sobre una proteína que desempeña un papel central en la llamada fotosíntesis C4. El trabajo, dirigido por la Universidad de Bonn, también involucró a investigadores de Argentina, Canadá y la Universidad de Düsseldorf, y ha sido publicado en la revista The Plant Cell.

Fundación Antama / 22 de diciembre, 2021.- Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Bonn en Alemania, en colaboración con centros de investigación de Argentina, Canadá y la Universidad de Düsseldorf, ha proporcionado nuevos conocimientos sobre una enzima que juega un papel clave en la fotosíntesis C4.  Alrededor del tres por ciento de todas las plantas han desarrollado un truco que les permite utilizar incluso las cantidades más pequeñas de CO2 en la fotosíntesis de C4.

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En este proceso, primero fijan previamente el CO2 uniéndolo a una molécula de transporte, produciendo un compuesto orgánico que contiene cuatro carbonos, de ahí el nombre de fotosíntesis C4. Esto se transporta a las celdas de la envoltura del haz, que están especialmente selladas. Aquí, el dióxido de carbono se libera nuevamente y luego está disponible para otras reacciones de fotosíntesis. Este paso de liberación es catalizado por la enzima NAD-malato (C4-NAD-ME).

Durante mucho tiempo, no estuvo claro exactamente cómo funciona C4-NAD-ME. Este equipo de investigació estudió esto utilizando una planta ornamental del género Cleome. El equipo descubrió que NAD-ME consta de dos grandes bloques de construcción, la subunidad alfa y beta. Mientras que la unidad alfa es responsable de la liberación de CO2, la subunidad beta sirve principalmente para regular la actividad de la enzima.

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Esta regulación es extremadamente importante porque la liberación de CO2 tiene lugar en las mitocondrias, donde ocurren constantemente importantes procesos metabólicos. La subunidad beta aparentemente evita que las dos enzimas se interpongan entre sí, regulando la velocidad de reacción de C4-NAD-ME. Para hacer esto, une un producto intermedio del ciclo de fotosíntesis de C4 llamado aspartato.

El aspartato asegura que la “variante fotosintética” de NAD-ME se vuelva particularmente activa. El CO2 que está prefijado y destinado a la fotosíntesis es, por tanto, procesado principalmente por la variante enzimática que lo “iguala” (y funciona mucho más rápido). Más información en la web de la Universidad de Bonn.

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