Como a parte sensível à luz do fitocromo da biomolécula muda de um estado adaptado à luz para um estado adaptado ao escuro foi investigado por pesquisadores da Ruhr-Universität Bochum e Philipps-Universität Marburg. Até aqui, as estruturas de apenas algumas biomoléculas sensíveis à luz são conhecidas - e apenas para os estados finais de luz e escuridão, mas não para as etapas intermediárias. Usando vários métodos espectroscópicos, a equipe Bochum-Marburg agora conseguiu obter novos insights sobre mudanças estruturais dinâmicas.

O grupo liderado pelo Professor Enrica Bordignon de Bochum e Professor Oliver Essen de Marburg descreve as descobertas na revista Estrutura , publicado online em 20 de setembro de 2018.

Investigando mudanças estruturais causadas pela luz

"Biomoléculas sensíveis à luz, como fitocromos de plantas, são interessantes para várias aplicações, por exemplo na agricultura, onde uma mudança no fitocromo pode otimizar os hábitos de crescimento das plantas, ou para ferramentas optogenéticas que tornam possível controlar a atividade das células geneticamente modificadas no corpo vivo com luz, "diz Enrica Bordignon, chefe do Grupo de Trabalho de Espectroscopia EPR de Bochum. Insights sobre como os fotorreceptores mudam sua estrutura espacial quando expostos à luz podem promover essas aplicações. "Até aqui, Contudo, tem sido um desafio decifrar esses processos com resolução atômica, ”explica a pesquisadora doutoral Tufa Assafa.

Os pesquisadores analisaram uma molécula de fitocromo de cianobactérias usando uma forma especial de espectrometria de massa e um método espectroscópico chamado ressonância de spin eletrônico. Em contraste com outros métodos, eles foram capazes de estudar a molécula em solução e rastrear suas mudanças estruturais sem ter que cristalizá-la. Eles observaram várias mudanças estruturais características no segmento sensível à luz do fitocromo e criaram um modelo que mostra as etapas de conversão disparadas pela luz. Além disso, a equipe mostrou isso, para diferentes fitocromos, existe um mecanismo universal para a transformação do estado adaptado à escuridão para o estado adaptado à luz.