Изследователи от SLAC National Accelerator Laboratory и Lawrence Berkeley National

Изследователи от SLAC National Accelerator Laboratory и Lawrence Berkeley National Laboratory (заедно със сътрудници от Швеция, Германия и Обединеното кралство) хвърлят нова светлина върху последната стъпка на фотосинтезата. Те са следили в атомни елементи по какъв начин Фотосистема II, протеинов комплекс, който се среща в растенията, претърпява промяна, която води до загуба на спомагателен кислороден атом.

Учените считат, че откритията ще оказват помощ за основаването на пътна карта за усъвършенстване на чистите енергийни източници. " Това в действителност ще промени метода, по който мислим за Фотосистема II ", споделя Уве Бергман, академик и професор в University of Wisconsin-Madison, който е съавтор на научната публикация по проучването, представен от Engadget.

Изследователите са създали " изображения с извънредно висока разграничителна дарба " на разнообразни стадии от процеса при стайна температура, което им е дало нова визия за това по какъв начин и къде тъкмо се създава кислородът. За илюстрация учените употребяват бейзбола.

" Центърът циклично минава през четири постоянни положения на окисление, известни като S0, S1, S2 и S3, когато е изложен на слънчева светлина ", изясняват от SLAC. " На бейзболното игрище S0 би било началото на играта, когато играчът на началната база е подготвен да отиде да батира. S1-S3 са играчите на първа, втора и трета позиция. " Въз основа на тази метафора батерът, който прави контакта, след който стартира цялото придвижване, съставлява процеса, при който растението гълтам слънчева светлина.

" Когато батерът удари топката, бягащият доближава до главната база сполучливо, или, в тази ситуация на Фотосистема II, се освобождава една молекула О2. " Именно този финален стадий (S4), където два кислородни атома се свързват, с цел да освободят една кислородна молекула, разкрива спомагателни стъпки на процеса, които до момента не са били следени.

Видеото по-долу илюстрира процеса и откритията на екипа:



 

" По-голямата част от процеса, при който се получава О2 за дишане, се прави в тази последна стъпка ", споделя Витал Ячандра, академик от Berkeley Lab и съавтор на публикацията, оповестена в Nature. " Но има няколко неща, които се случват в разнообразни елементи на Фотосистема II и всички те би трябвало да се обединят най-после, с цел да успее реакцията. Точно както в бейзбола фактори като местоположението на топката и позицията на батерите и полевите играчи въздействат на придвижванията, които играчът прави, с цел да стигне до хоума, по този начин и белтъчната среда към каталитичния център въздейства върху метода, по който протича тази реакция. "

Изследователите чакат да разгласяват спомагателни детайлности, които хвърлят светлина върху процеса, по-късно тази година. „ Ще използваме меки рентгенови лъчи, с цел да разберем по-добре химическите промени, които се случват в системата. Този нов метод ще продължи да движи напред тези проучвания и ще хвърли спомагателна светлина върху фотосинтезата ", изясняват от екипа.

Учените имат вяра, че резултатите ще им оказват помощ да " разработят изкуствени фотосинтетични системи, които имитират фотосинтезата, с цел да събират естествената слънчева светлина за превръщане на въглеродния диоксид във водород и горива на въглеродна основа ".

Ян Керн, различен съавтор и академик от Berkeley Lab, декларира пред  Engadget: " Колкото повече научаваме за това по какъв начин го прави природата, толкоз по-близо сме до потреблението на същите правила в процеси, основани от индивида, в това число хрумвания за изкуствена фотосинтеза като чист и резистентен източник на сила. "