"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF8283
ETF8283 "Assimilatoor- ja taandusjõu tasakaalustamine fotosünteesi käigus – tsüklilise ja alternatiivse elektrontranspordi roll (1.01.2010−31.12.2013)", Agu Laisk, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Molekulaar- ja Rakubioloogia Instituut.
ETF8283
Assimilatoor- ja taandusjõu tasakaalustamine fotosünteesi käigus – tsüklilise ja alternatiivse elektrontranspordi roll
Balancing assimilatory and reducing power during photosynthesis – the role of cyclic and alternative electron flows
1.01.2010
31.12.2013
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ValdkondAlamvaldkondCERCS erialaFrascati Manual’i erialaProtsent
1. Bio- ja keskkonnateadused1.12. Bio- ja keskkonnateadustega seotud uuringud, näiteks biotehnoloogia, molekulaarbioloogia, rakubioloogia, biofüüsika, majandus- ja tehnoloogiauuringudP330 Bioenergeetika 1.5. Bioteadused (bioloogia, botaanika, bakterioloogia, mikrobioloogia, zooloogia, entomoloogia, geneetika, biokeemia, biofüüsika jt100,0
PerioodSumma
01.01.2010−31.12.2010192 000,00 EEK (12 271,04 EUR)
01.01.2011−31.12.201112 271,20 EUR
01.01.2012−31.12.201212 271,20 EUR
01.01.2013−31.12.201312 271,20 EUR
49 084,64 EUR

Meie labori teadustöö on aastaid olnud orienteeritud kindlale eesmärgile – mõista taimede fotosünteesi kiirust määravaid ja piiravaid tegureid. Selles suunas liikudes oleme praeguseks keskendunud protsessidele, mis määravad assimilatoorjõu (ATP) ja reduktiivjõu (NADPH) stöhhiomeetrilise bilansi. Käesoleva projekti fookuses on mehhanitsistlikud seosed lämmastiku ja süsiniku metabolismi vahel fotosünteesis, mis (loodetavasti) laiemalt määravad valkude ja karbohüdraatide tasakaalu taimedes, sealtkaudu aga on seotud valkude hulgaga eluslooduses üleüldse. Põhiidee pärineb meie oma labori viimastest tulemustest, mis näitavad et fotosünteesi käigus ATP/NADPH tasakaalu ei reguleerita mitte tsükliliese fosforüülimise abil, nagu üldiselt usutakse, vaid nitriti reduktsioon seatakse niimoodi, et vastav elektronide voog tasakaalustab ATP kaod, mis kuluvad sekundaarses metabolismis, eelkõige tärklise sünteesis. Probleem on seotud ka fotosünteesi valgusreaktsioonide (valguse neeldumine, elektronide transport, ATP süntees) ja pimereaktsioonide (CO2 fikseerimine, süsiniku taandamine, Calvin-Bensoni tsükkel, lõpp-produktide süntees) võimsuse omavahelise tasakaalustamisega. Me uurime ka, kuidas CO2 siduva ensüümi Rubisco aktivatsioonitaset reguleeritakse vastavuses elektrontranspordi kiirusega. Selleks esitatakse hüpotees, et Rubisco Aktivaas viiakse aktiivsesse ATP-vormi tülakoidi membraanidel seoses elektrontranspordi ja sellega kaasneva ATP sünteesiga.
The long-lasting efforts of our laboratory have been aimed at understanding rate determining and controlling factors in plant photosynthesis. Presently we have foccussed our efforts to understanding processes regulating the stoichiomety of assimilatory (ATP) and reductive (NADPH) power. This grant proposal is focussed on mechanistic relationships between nitrogen and carbon metabolism, (hopefully) determining inevitable interdependenceies between protein and carbohydrate compounds in plants, and via these may throw light on the budget of proteins in nature generally. The idea is based on recent results from our laboratory, showing that ATP/NADPH stoichiometry is not adjusted by cyclic photophosphotylation, as generally believed, but nitrite reduction is adjusted such that the corresponding electron flow balances ATP losses consumed for secondary metabolism, starch synthesis first of all. The problem is related to balancing the capacities of light reactions (light absorption, electron transport, ATP synthesis) and dark reactions (CO2 fixation, carbon reduction, Calvin-Benson cycle, end product synthesis). We shall also investigate how the activation state of Rubisco (the CO2 fixation enzyme) is adjusted in correspondence with the capacity of light reactions via the ATP-related Rubisco Activase mechanism.