Description du projet
Une étude en révèle davantage sur les mécanismes de photoprotection chez les cyanobactéries
Tout comme la plupart des organismes photosynthétiques, les cyanobactéries sont vulnérables aux fluctuations de l’intensité lumineuse. Pour se protéger, elles utilisent un mécanisme photoprotecteur appelé trempe non photochimique. Ce mécanisme est déclenché par l’activation de la lumière de la protéine caroténoïde orange (OCP). Financé par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet OCPSTRUCTDYNAMICS vise à éclairer davantage la dynamique structurelle de l’activation de la lumière OCP. Le projet combinera la cristallographie aux rayons X à résolution temporelle et la spectroscopie d’absorption transitoire ultra-rapide pour décrire le flux de photoénergie dépendant de la structure dans des protéines isolées. Les résultats de l’étude devraient aider à améliorer la récolte de lumière cyanobactérienne pour augmenter la production de biocarburant.
Objectif
Like most photosynthetic organisms, cyanobacteria are vulnerable to fluctuations in light intensity, which can damage their photosynthetic machinery. To protect themselves against such fluctuations, they use a photoprotective mechanism called non-photochemical quenching (NPQ), i.e. the dissipation of excess absorbed photo-energy as heat. NPQ in cyanobacteria is triggered by orange carotenoid protein (OCP) light activation. Based on spectroscopic and diffraction studies of OCP in Synechocystis 6803 (gene slr1963), it was suggested that OCP light activation occurs through light-induced movement of a carotenoid causing movement and/or dissociation of OCP N- and C-terminal domains. However, the exact structural dynamics of OCP light-activation need to be unravelled. Furthermore, the growing availability of cyanobacterial genomes allowed identification of additional OCP subfamilies (OCP2, OCPX) in different cyanobacteria. The first results demonstrating different kinetics of light-activation in the different OCP paralogs raised questions about differences in their photoprotective roles and in photoactivation mechanisms. This topic has not been studied to date. Here I propose to resolve structural changes during photoprotection-related transitions of OCP in different OCP subfamilies using time-resolved X-ray crystallography. X-ray crystallography of OCP1 encoded by slr1963, the best-characterized OCP protein, as well as its paralogs from the OCP2 and OCPX subfamilies will be performed. This approach will be combined with ultrafast transient (polarised) absorption spectroscopy on isolated proteins and oriented single crystals to describe the structure-dependent flow of photoenergy in the proteins. This study has several potential applications ranging from enhancing cyanobacterial light harvesting to improve biofuel production, to better understanding of carotenoid-protein interactions in artificial photosynthesis systems, and for optogenetics.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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