Ученые создали новое химическое соединение, прерывающее фотосинтез в листьях растений: оно подавляет активность белкового комплекса, который отвечает за одну из ключевых реакций процесса — разложение воды. Новое вещество может стать прототипом гербицидов, борющихся с сорняками, при этом оно безвредно для человека и животных.
Результаты исследования, опубликованы в журнале Cells, о разработке рассказали в Российском научном фонде.
Фотосинтез — процесс, благодаря которому растения на свету синтезируют органические соединения из углекислого газа и воды. Под действием солнечного света хлорофилл передает свои электроны другим молекулам. Последующие переходы электронов сопровождаются накоплением высокоэнергетических молекул. Нехватка электронов, ушедших с хлорофилла, компенсируется за счет разложения молекул воды — именно в ходе этого процесса выделяется кислород как побочный продукт.
Ученые из Института фундаментальных биологических проблем РАН с коллегами из Университета Гази (Турция) синтезировали новое соединение на основе меди и органического фрагмента, подавляющее фотосинтез в листьях. Эффект оценивали по тому, насколько уменьшалось выделение кислорода — его удалось снизить на 69%. Кроме того, добавление нового соединения уменьшало свечение хлорофилла при фотосинтезе. При этом эффективность препарата не менялась со временем, а зависела только от его концентрации.
Новый гербицид, можно применять, например, при борьбе с быстрорастущим сорняками, появляющимися до прорастания сельскохозяйственных культур.
«Мы разработали соединение, которое позволит эффективно избавляться от нежелательных растений, существенно повышая, таким образом, урожайность сельскохозяйственных культур. Эти данные могут стать фундаментальной основой для разработки веществ, эффективно действующих при максимально низких концентрациях», — говорит первый автор работы Сергей Жармухамедов, ведущий научный сотрудник Института фундаментальных биологических проблем РАН.
Российские химики создали самоочищающуюся ткань
Исследование: к 2050 году на 84% пахотных земель мира будет не хватать воды