शास्त्रज्ञांच्या एका टीमने एक नवीन रासायनिक कंपाऊंड विकसित केले आहे जे वनस्पतीच्या पानांमध्ये प्रकाशसंश्लेषण रोखते: ते प्रोटीन कॉम्प्लेक्सच्या क्रियाकलापांना प्रतिबंधित करते जे प्रक्रियेच्या मुख्य प्रतिक्रियांपैकी एक करते - पाण्याचे ऑक्सिजनमध्ये विघटन. हा पदार्थ तणनाशकांचा नमुना बनू शकतो जे तणांशी लढतात, परंतु ते मानव आणि प्राण्यांसाठी निरुपद्रवी असतात. रशियन सायन्स फाऊंडेशन (RNF) च्या अनुदानाद्वारे समर्थित अभ्यासाचे परिणाम जर्नल सेलमध्ये प्रकाशित झाले, अहवाल Gazeta.ru.
प्रकाशसंश्लेषण ही प्रक्रिया आहे ज्याद्वारे वनस्पती कार्बन डायऑक्साइड आणि पाण्यापासून सेंद्रिय संयुगे संश्लेषित करतात. हे दोन मोठ्या प्रोटीन कॉम्प्लेक्सच्या मदतीने चालते - फोटोसिस्टम 1 आणि 2 (PS1 आणि PS2), ज्यापैकी प्रत्येकामध्ये प्रतिक्रिया केंद्र, सभोवतालची प्रथिने आणि रंगद्रव्ये असतात. सूर्यप्रकाशाच्या कृती अंतर्गत, प्रतिक्रिया केंद्रातील क्लोरोफिल उत्तेजित होते आणि त्याचे इलेक्ट्रॉन फोटोसिस्टममधील इतर रेणूंमध्ये हस्तांतरित करते. त्यानंतरची इलेक्ट्रॉन संक्रमणे सेंद्रिय संयुगेच्या संश्लेषणात गुंतलेल्या एटीपी सारख्या उच्च-ऊर्जा रेणूंच्या संचयनासह असतात. क्लोरोफिलमधून उरलेल्या इलेक्ट्रॉनच्या कमतरतेची भरपाई पाण्याच्या रेणूंच्या विघटनाने केली जाते - या प्रक्रियेदरम्यान ऑक्सिजन उप-उत्पादन म्हणून सोडला जातो.
रशियन एकेडमी ऑफ सायन्सेस (पुश्चिनो) च्या मूलभूत जैविक समस्या संस्थेच्या शास्त्रज्ञांनी गाझी विद्यापीठ (तुर्की) मधील सहकाऱ्यांसह तांबे आणि पानांमधील प्रकाशसंश्लेषण दडपणाऱ्या सेंद्रिय तुकड्यावर आधारित नवीन संयुगाचे संश्लेषण केले आहे. पदार्थाचा प्रभाव निश्चित करण्यासाठी, लेखकांनी PS2-समृद्ध थायलाकॉइड पडदा पानांपासून वेगळे केले—क्लोरोप्लास्टच्या आतील रचना—आणि परिणामी निलंबनात नवीन कंपाऊंडचे द्रावण जोडले. प्रदीपनमुळे होणारे ऑक्सिजन किती कमी झाले यावरून प्रतिबंधात्मक प्रभावाचे मूल्यांकन केले गेले - उदाहरणार्थ, त्याचा दर 69% ने कमी झाला. याव्यतिरिक्त, PS2 च्या क्रियाकलापांचे वैशिष्ट्य असलेल्या इतर अनेक प्रतिक्रियांद्वारे पदार्थाच्या प्रभावाचा अभ्यास केला गेला: उदाहरणार्थ, इनहिबिटरच्या जोडणीमुळे प्रकाशसंश्लेषणादरम्यान क्लोरोफिलची ल्युमिनेसेन्स कमी झाली. त्याच वेळी, औषधाची प्रभावीता वेळेनुसार बदलली नाही, परंतु केवळ त्याच्या एकाग्रतेवर अवलंबून होती.
ऑक्सिजन रिलीझमध्ये घट दर्शविते की फोटोसिस्टम कमी कार्यक्षमतेने कार्य करते. असे गृहीत धरले जाते की नवीन तणनाशकाचे मुख्य लक्ष्य प्रोटीन कॉम्प्लेक्सचे प्रतिक्रिया केंद्र आहे: पदार्थ PS2 कोरशी जोडतो आणि त्याची रचना बदलतो. परिणामी, शास्त्रज्ञांच्या मते, इलेक्ट्रॉन वाहतूक साखळीतील घटकांमधील शुल्क हस्तांतरणाची प्रक्रिया विस्कळीत झाली.
विकसित इनहिबिटरचा वापर नवीन तणनाशकाच्या निर्मितीमध्ये केला जाऊ शकतो, ज्याचा वापर केला जाईल, उदाहरणार्थ, पिकांच्या उगवणाच्या आधी दिसणार्या झपाट्याने वाढणार्या तणांच्या विरोधात लढण्यासाठी. पाण्याच्या विघटनाची प्रतिक्रिया केवळ वनस्पतीच्या पेशीमध्येच होत असल्याने, तणनाशक मानव आणि प्राण्यांसाठी पूर्णपणे सुरक्षित असण्याची शक्यता आहे.
“आम्ही एक कंपाऊंड विकसित केले आहे जे प्रभावीपणे अवांछित वनस्पती प्रजातींपासून मुक्त होईल, त्यामुळे पीक उत्पादनात लक्षणीय वाढ होईल. हे डेटा सर्वात कमी संभाव्य एकाग्रतेवर प्रभावी असलेल्या पदार्थांच्या विकासासाठी मूलभूत आधार बनू शकतात," असे या कामाचे पहिले लेखक, सेर्गे झारमुखमेडोव्ह, बायोलॉजिकल सायन्सचे उमेदवार, इन्स्टिट्यूट ऑफ फंडामेंटल बायोलॉजिकल प्रॉब्लेम्स ऑफ रशियनचे प्रमुख संशोधक म्हणतात. विज्ञान अकादमी.
तसेच, नॅशनल अॅकॅडमी ऑफ सायन्सेस ऑफ अझरबैजान (बाकू) च्या आण्विक जीवशास्त्र आणि जैवतंत्रज्ञान संस्थेच्या शास्त्रज्ञांनी, के.ए. तिमिर्याझेव (मॉस्को), किंग सौद युनिव्हर्सिटी (सौदी अरेबिया) आणि मॉस्को स्टेट युनिव्हर्सिटी एम.व्ही. लोमोनोसोव्ह (मॉस्को).