گروهی از محققان در مورد ساختار و عملکرد یک پروتئین جدید به نام "Calredoxin" گزارش می دهند. Calredoxin به کلسیم متصل می شود و در وابستگی به واکنش های ردوکس اتصال آن، به ویژه سم زدایی گونه های مضر اکسیژن را کاتالیز می کند. محققان در حال بررسی نحوه عملکرد این پروتئین در تقاطع واکنش‌های وابسته به کلسیم و اکسیداسیون و کاهش برای ارتقای فتوسنتز اکسیژنی کارآمد هستند.
تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی شیمیایی و مواد ساختمانی از ترکیبات معدنی توسط فتوسنتز اکسیژنی، بخش عمده ای از حیات در این سیاره را پشتیبانی می کند.در گیاهان، این واکنش ها در کلروپلاست قرار دارند. تولید اکسیژن و جذب دی اکسید کربن به مواد آلی، تا حد زیادی ترکیب جو ما را تعیین می کند.
برای مقابله با شدت های مختلف نور، موجودات فتوسنتزی اکسیژن دار استراتژی های سازگاری را ایجاد کرده اند که هدف آنها بهینه سازی عملکرد فتوسنتزی و کاهش استرس اکسیداتیو است. گونه‌های مضر اکسیژن، مانند گونه‌های اکسیژن فعال (ROS)، به‌ویژه از طریق فتوسنتز تحت نور نوسان و استرس نور زیاد تولید می‌شوند. در آخرین شماره مجله Nature Communications، یک تیم بین المللی پیرامون پروفسور مایکل هیپلر از موسسه زیست شناسی گیاهی و بیوتکنولوژی (WWU Munster، آلمان) و پروفسور Genji Kurisu از موسسه تحقیقات پروتئین (دانشگاه اوزاکا، ژاپن) در مورد ساختار و عملکرد یک پروتئین جدید به نام "کالردوکسین."
Calredoxin به کلسیم متصل می شود و بسته به واکنش های ردوکس اتصال آن، کاتالیز می کند.به خصوص، در سم‌زدایی ROS، واکنش‌های ردوکس نقش مهمی دارند. کلسیم یک عنصر ضروری در فتوسنتز اکسیژن است و همچنین نقش مهمی در تنظیم استرس نور بالا دارد. Calredoxin در کلروپلاست جلبک سبز Chlamydomonas reinhardtii کشف شد و به عنوان مثال است. در سم زدایی ROS با واسطه پراکسیردوکسین تحت استرس سبک نقش دارد.
ساختار اشعه ایکس Calredoxin با یون های کلسیم محدود شده با موفقیت در وضوح 1.6 Å حل شد که معماری آن برای ارتباط درون مولکولی سیگنالینگ کلسیم و ردوکس و تعامل بین مولکولی با Peroxiredoxin مناسب است. بنابراین کالردوکسین در تقاطع واکنش‌های وابسته به کلسیم و اکسیداسیون و کاهش کار می‌کند تا فتوسنتز اکسیژنی کارآمد را ارتقا دهد.
محدودیت بهره وری محصول در جهان یک مشکل جدی است. یکی از احتمالات نهفته برای حل این مشکل افزایش کارایی فتوسنتز است. یک محدودیت اصلی فتوسنتز کارآمد این است که موجودات زنده در نور کامل خورشید بیشتر از آنچه که می توانند به طور مؤثر استفاده کنند، نور جذب می کنند، بنابراین گیاهان مکانیسم های مختلفی را برای سازگاری با نور ایجاد کرده اند، از جمله مکانیسمی که در یافته های جدید فعلی توضیح داده شده است.اگرچه یافته‌های ما در سطح تحقیقات پایه است، اما ممکن است به حل بحران کشاورزی برای طراحی مجدد فتوسنتز کمک کند که یک چالش علمی بزرگ برای ما خواهد بود.
پروفسور هیپلر و پروفسور کوریسو می گویند "همکاری ما بین اوزاکا و مونستر واقعاً مکمل است، زیرا OU دانشکده کشاورزی ندارد و WWUM دارای بخش زیست شناسی ساختاری نیست."
