Naujienos ir renginiai

Fizinių ir technologijos mokslų centro (FTMC) Molekulinių darinių fizikos skyriaus mokslininkai dr. Andrius Gelžinis, dr. Ramūnas Augulis ir prof. Leonas Valkūnas kartu su prof. Claudia Büchel (Gėtės Universitetas Frankfurte, Vokietija) bei dr. Bruno Robert (Biologijos ir Technologijos Institutas Saklė, Prancūzija) išspausdino apžvalginį straipsnį (perspective) „Confronting FCP Structure with Ultrafast Spectroscopy Data: Evidence for Structural Variations“ žurnale „Physical Chemistry Chemical Physics“ (2019 m. IF – 3.430, Q1 (Physics, Atomic, Molecular & Chemical), Q2 (Chemistry, Physical)).

 

Ši publikacija yra gražaus bendradarbiavimo pavyzdys, kilęs suvienijant FTMC prof. L. Valkūno grupės spektroskopines žinias su užsienio kolegų biologinėmis žiniomis. Straipsnio autoriai – tarptautinė mokslininkų komanda pažymi, kad tokio tipo apžvalginiai straipsniai yra reti, nes paprastai jie yra užsakomi pačių mokslinių žurnalų. 

 

 

Publikacijos tyrimų objektas - fukoksantinų ir chlorofilų baltyminis kompleksas (FCP kompleksas) yra pagrindinis šviesorankos kompleksas titnagdumbliuose. Ir  nors pastarieji mikroorganizmai, gyvenantys vandens terpėje, išskiria maždaug tiek pat deguonies, kiek visi Žemės atogrąžų miškai, tačiau titnagdumbliai susilaukia daug mažiau mokslininkų dėmesio, nei augalai. FCP yra sudėtingas baltyminis kompleksas, kuriame yra chlorofilo a, chlorofilo c ir karotenoido fukoksantino molekulės. Mokslinio tyrimo autoriai pastebi, kad tik pernai metais pasirodė šio komplekso atominės struktūros duomenys iš kelių titnagdumblių rūšių – Phaeodactylum tricornutum ir Chaetoceros gracilis. Tuo tarpu pagrindinio augalų šviesorankos komplekso (LHCII) struktūra jau žinoma apie 15 metų. Gilesnis FCP komplekso struktūros ir veikimo supratimas yra būtinas žengiant arčiau fotosintezės paslapčių šaknų. Dėl šios priežasties FCP komplekso tyrimais prof. L. Valkūno mokslinė grupė užsiima jau beveik dešimt metų.

 

 

Jungtinės mokslininkų komandos darbe, kurį paskelbė žurnalas „Physical Chemistry Chemical Physics“, šio tyrimo metu gauti struktūriniai  duomenys buvo sugretinti su anksčiau šios mokslinės grupės paskelbtais FCP komplekso iš kito mikroorganizmo – Cyclotella meneghiniana – dvimatės spektroskopijos (2D) eksperimentiniais rezultatais. Ankstesnieji 2D spektroskopijos tyrimai pirmą kartą leido nustatyti sužadinimo energijos pernašos iš chlorofilo c molekulės į chlorofilo a molekules spartą, o dvispalvės 2D spektroskopijos matavimai leido mokslininkams sukonstruoti energijos pernašos iš fukoksantinų į chlorofilus schemą. Todėl tyrėjams buvo aktualu patikrinti, ar šie rezultatai dera su naujais struktūriniais duomenimis.

 

Pasak publikacijos pirmojo autoriaus FTMC dr. A. Gelžinio, tyrimų metu buvo įrodyta, kad žinomos struktūros  vis dėlto nėra suderinamos su būtent šio mikroorganizmo spektroskopiniais duomenimis, vadinasi, FCP kompleksų struktūros įvairiuose organizmuose gali skirtis. Kaip pastebi mokslininkai, tai -  gana netikėtas rezultatas, nes pagrindinio augalų šviesorankos komplekso LHCII struktūra yra beveik vienoda visuose augaluose, o vienodas pigmentinių molekulių išsidėstymas lemia vienodas ir dinamines, ir spektrines savybes. Tuo tarpu mikroorganizmų šviesorankos kompleksuose minėtos savybės - skiriasi, ką dalinai paaiškina mokslinių tyrimų metu gauti rezultatai, skelbiami žurnale „Physical Chemistry Chemical Physics“. Galiausiai, pasirėmę žinoma duomenų visuma, tyrimą atlikę mokslininkai pasiūlė trimerinį FCP struktūros titnagdumblyje Cyclotella meneghiniana modelį.

 

„Mes tikimės, kad mūsų pasiūlytas modelis palengvins FCP komplekso spektroskopinių eksperimentų analizę, o ateityje galės būti palygintas su struktūriniais duomenimis. Ilgesnėje perspektyvoje - dinaminių reiškinių gamtiniuose fotosintetiniuose kompleksuose ir jų sąryšio su kompleksų struktūra supratimas turėtų būti naudingas kuriant ir tobulinant dirbtinius Saulės elementus, galbūt besiremiančius dirbtine fotosinteze.“ – sakė FTMC dr. A. Gelžinis, pirmasis šio straipsnio autorius.

 

 

Fizinių ir technologijos mokslų centro (FTMC) Molekulinių darinių fizikos skyriaus Biofizikinių tyrimų laboratorijoje yra gilios fotosintetinių kompleksų spektroskopinės analizės tradicijos. Skyrius kviečia studentus, norinčius prisijungti prie šios veiklos.