वैज्ञानिकों की एक टीम ने एक नया रासायनिक यौगिक विकसित किया है जो पौधों की पत्तियों में प्रकाश संश्लेषण को रोकता है: यह एक प्रोटीन कॉम्प्लेक्स की गतिविधि को रोकता है जो प्रक्रिया की प्रमुख प्रतिक्रियाओं में से एक - ऑक्सीजन में पानी का अपघटन करता है। यह पदार्थ खरपतवारों से लड़ने वाली जड़ी-बूटियों का प्रोटोटाइप बन सकता है, जबकि यह मनुष्यों और जानवरों के लिए हानिरहित है। अध्ययन के परिणाम, रूसी विज्ञान फाउंडेशन (आरएनएफ) से अनुदान द्वारा समर्थित, जर्नल सेल, रिपोर्ट में प्रकाशित किए गए थे। Gazeta.ru.
प्रकाश संश्लेषण वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा पौधे कार्बन डाइऑक्साइड और पानी से कार्बनिक यौगिकों का संश्लेषण करते हैं। यह दो बड़े प्रोटीन परिसरों - फोटोसिस्टम 1 और 2 (PS1 और PS2) की मदद से किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक में एक प्रतिक्रिया केंद्र, आसपास के प्रोटीन और वर्णक होते हैं। सूर्य के प्रकाश की क्रिया के तहत, प्रतिक्रिया केंद्र में क्लोरोफिल उत्तेजित हो जाता है और अपने इलेक्ट्रॉनों को फोटोसिस्टम के अन्य अणुओं में स्थानांतरित कर देता है। बाद के इलेक्ट्रॉन संक्रमण उच्च ऊर्जा अणुओं के संचय के साथ होते हैं, जैसे एटीपी, कार्बनिक यौगिकों के संश्लेषण में शामिल होते हैं। क्लोरोफिल से छोड़े गए इलेक्ट्रॉनों की कमी की भरपाई पानी के अणुओं के अपघटन द्वारा की जाती है - यह इस प्रक्रिया के दौरान है कि ऑक्सीजन एक उप-उत्पाद के रूप में जारी किया जाता है।
गाज़ी विश्वविद्यालय (तुर्की) के सहयोगियों के साथ रूसी विज्ञान अकादमी (पुशचिनो) के मौलिक जैविक समस्याओं के संस्थान के वैज्ञानिकों ने तांबे पर आधारित एक नए यौगिक और पत्तियों में प्रकाश संश्लेषण को दबाने वाले एक कार्बनिक टुकड़े को संश्लेषित किया है। पदार्थ के प्रभाव को निर्धारित करने के लिए, लेखकों ने PS2-समृद्ध थायलाकोइड झिल्ली को पत्तियों से अलग किया - क्लोरोप्लास्ट के अंदर की संरचनाएं - और परिणामी निलंबन के लिए नए यौगिक का एक समाधान जोड़ा। निरोधात्मक प्रभाव का आकलन इस बात से किया गया था कि रोशनी के कारण होने वाली ऑक्सीजन की मात्रा कितनी कम हो गई थी - उदाहरण के लिए, इसकी दर में 69% की कमी आई थी। इसके अलावा, पदार्थ के प्रभाव का अध्ययन PS2 की गतिविधि की विशेषता वाली कई अन्य प्रतिक्रियाओं द्वारा किया गया था: उदाहरण के लिए, एक अवरोधक को जोड़ने से प्रकाश संश्लेषण के दौरान क्लोरोफिल की चमक कम हो जाती है। उसी समय, दवा की प्रभावशीलता समय के साथ नहीं बदली, बल्कि केवल इसकी एकाग्रता पर निर्भर थी।
ऑक्सीजन रिलीज में कमी ने संकेत दिया कि फोटोसिस्टम ने कम कुशलता से काम किया। यह माना जाता है कि नए हर्बिसाइड का मुख्य लक्ष्य प्रोटीन कॉम्प्लेक्स का प्रतिक्रिया केंद्र है: पदार्थ PS2 कोर से बंधता है और इसकी संरचना को बदलता है। नतीजतन, वैज्ञानिकों के अनुसार, इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के घटकों के बीच चार्ज ट्रांसफर की प्रक्रिया बाधित हो गई थी।
विकसित अवरोधक का उपयोग एक नई शाकनाशी के निर्माण में किया जा सकता है, जिसका उपयोग, उदाहरण के लिए, फसलों के अंकुरण से पहले दिखाई देने वाले तेजी से बढ़ने वाले खरपतवारों के खिलाफ लड़ाई में किया जाएगा। चूंकि जल अपघटन प्रतिक्रिया केवल पादप कोशिका में होती है, इसलिए शाकनाशी मनुष्यों और जानवरों के लिए पूरी तरह से सुरक्षित होने की संभावना है।
“हमने एक ऐसा यौगिक विकसित किया है जो अवांछित पौधों की प्रजातियों से प्रभावी रूप से छुटकारा दिलाएगा, इस प्रकार फसल की पैदावार में काफी वृद्धि होगी। ये डेटा उन पदार्थों के विकास के लिए एक मौलिक आधार बन सकते हैं जो न्यूनतम संभव सांद्रता में प्रभावी होते हैं, "काम के पहले लेखक, सर्गेई ज़र्मुखामेदोव, जैविक विज्ञान के उम्मीदवार, रूसी मौलिक जैविक समस्याओं के संस्थान में अग्रणी शोधकर्ता कहते हैं। विज्ञान अकादमी।
इसके अलावा, नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज ऑफ अजरबैजान (बाकू) के इंस्टीट्यूट ऑफ मॉलिक्यूलर बायोलॉजी एंड बायोटेक्नोलॉजी के वैज्ञानिक, इंस्टीट्यूट ऑफ प्लांट फिजियोलॉजी का नाम के.ए. तिमिरयाज़ेव (मास्को), किंग सऊद विश्वविद्यालय (सऊदी अरब) और मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी का नाम एम.वी. लोमोनोसोव (मास्को)।