Uutta tietoa fotosynteesissä toimivasta keskeisestä entsyymistä (Väitös: FM Nina Lehtimäki, 28.5.2014, molekulaarinen kasvibiologia)
Fotosynteesissä toimivan keskeisen entsyymin muokkauskoodi hahmottuu FM Nina Lehtimäen väitöstutkimuksessa.
Turun yliopiston tiedote 23.5.2014
Fotosynteesitutkimus luo mahdollisuuksia saasteettomien energiamuotojen kehitykselle sekä ruoantuotannon tehostamiselle.
Ferredoksiini-NADP+-oksidoreduktaasi(FNR) on fotosynteesin valoreaktioiden viimeinen entsyymi, jonka toiminta vaikuttaa keskeisesti valoenergian siirtymiseen valoreaktioista edelleen hiilensidontareaktioihin ja muihin viherhiukkasten aineenvaihduntareaktioihin.
Lehtimäki on tutkinut lituruohon FNR-isoentsyymejä ja osoittanut, että FNR-proteiini muokkaantuu monin eri tavoin.
Proteiinien muokkauksella on keskeinen merkitys niiden solunsisäiseen sijaintiin, hajotukseen ja vuorovaikutukseen muiden biomolekyylien kanssa, kuten myös entsyymien aktiivisuuteen.
Lituruohon FNR2-muotoa tarvitaan epäsuotuisissa olosuhteissa
Lituruoholla on kaksi lehtityypin FNR-isoentsyymiä, FNR1 ja FNR2, joiden fysiologisia tehtäviä Lehtimäki on selvittänyt tutkimuksessaan.
– Molemmat isoentsyymit ovat toiminnallisia ja osallistuvat valoreaktioiden lineaarisen elektroninsiirron lisäksi samankaltaisesti sykliseen elektroninsiirtoon, mutta FNR2-isoentsyymillä on erityinen rooli epäsuotuisissa ympäristöolosuhteissa, Lehtimäki kertoo.
Molempia isoentsyymejä tarvitaan kasvien optimaaliseen kasvuun ja kehitykseen, ja toisen muodon puuttuminen häiritsee fotosynteesireaktioita.
Lituruohon FNR-isoentsyymejä muokataan eri tavoin
Tutkimuksessa sekä kalvoon sitoutunut että liukoisessa muodossa oleva FNR1- ja FNR2-isoentsyymi löydettiin kahtena erillisenä muotona, jotka eroavat pH-arvoltaan.
Erilaisten muotojen esiintyminen johtuu usein proteiinin muokkauksesta, jota on viherhiukkasten proteiineilla tutkittu vasta viime vuosina.
Lehtimäki osoitti tutkimuksessaan, että asetyyliryhmän liittyminen proteiinin aminohappoketjun päähän aiheuttaa pH-arvon muuttumisen happamammaksi.
– Muokkaus ei yksin määritä FNR-isoentsyymien kalvoon sitoutumista eikä vuorovaikutusta muiden biomolekyylien kanssa, mutta saattaa vaikuttaa entsyymin aktiivisuuteen. Tulevaisuudessa on tärkeää selvittää muokkausreaktioiden roolia isoentsyymien toiminnalle erilaisissa ympäristöolosuhteissa, Lehtimäki toteaa.
***
Keskiviikkona 28. toukokuuta 2014 kello 12 esitetään Turun yliopistossa (päärakennus, Tauno Nurmela -sali, Yliopistonmäki) julkisesti tarkastettavaksi filosofian maisteri Nina Lehtimäen väitöskirja ”Characterization of Leaf-Type Ferredoxin-NADP+ Oxidoreductase (FNR) Isoforms in Arabidopsis thaliana" (Ferredoksiini-NADP+-oksidoreduktaasi (FNR) -isoentsyymit lituruohon (Arabidopsis thaliana) kloroplastissa). Virallisena vastaväittäjänä toimii FT Caroline Bowsher Manchesterin yliopistosta ja kustoksena professori Eevi Rintamäki.
Filosofian maisteriksi Lehtimäki valmistui 2010 Turun yliopistosta, jossa hän parhaillaan toimii tohtorikoulutettavana. Väitös kuuluu molekulaarisen kasvibiologian alaan.