Реорганизация фотосинтеза для производства ценных соединений

Источник: buzzle.com

Все знают, что в процессе фотосинтеза диоксид углерода и вода преобразуются в углеводороды и кислород, при этом выделяется энергия. Но этот же процесс приводит к образованию множества природных химических соединений, которые могут найти применение в медицине и других областях. Но в ходе эволюции два этих подпроцесса были разделены между разными клетками растений. В хлоропластах происходит образование АТФ и НАДФН, в качестве источника углерода для первичного метаболизма. При этом в эндоплазматической сети цитохром монооксигеназа (Р450) продуцирует широкий спектр биологически активных натуральных продуктов, питание реакции происходит за счет одного перевода электрона с НАДФН.

Р450 присутствует в небольших количествах, и реакции протекают сравнительно медленно из-за предельной концентрации  НАДФН. Ученые под руководством Пола Эрика Йенсена из Университета Копенгагена (Дания) сумели модифицировать процесс фотосинтеза для превращения растений в эффективные биофабрики. Исследователи переместили весь путь, катализируемый Р450, непосредственно в хлоропласты. Таким образом, структурно-сложные, дорогостоящие натуральные продукты могут быть произведены в хлоропластах. Мощность реакции возрастает за счет прямого использования энергии, генерируемой фотосистемой 1, а основным донором электронов является вода. Новое исследование открывает путь для светоуправляемого синтеза широкого спектра полезных природных химических соединений.