Forskare från University of Sevilla och Centro Superior de Investigaciones Científicas har föreslagit en modell som förklarar den molekylära mekanism som används av växter för att anpassa sin fotosyntesmekanism till ljusintensiteten.

Fotosyntes är jordens primära produktionsprocess för organiskt material och syre. Under dagen, CO2-fixering och fotosyntetisk metabolism förblir aktiva i växtkloroplaster via en regleringsmekanism där redoxsystem som tioredoxiner (TRX) spelar en central roll. De kloroplastiska TRX:arna använder ferredoxin (Fd) reducerat av det fotosyntetiska flödet av elektroner, koppla samman den metaboliska regleringen med ljuset. Dessutom, kloroplasterna har NTRC, ett extra redoxsystem, exklusivt för fotosyntetiska organismer, som, som förekommer i heterotrofa organismer, använder NADPH som reducerande effekt.

Fotosyntes genererar oundvikligen oxidationsmedel som väteperoxid, vilket kan vara skadligt. Av denna anledning, kloroplasterna har skyddssystem som 2-cys peroxiredoxiner (2CP), vars aktivitet beror på NTRC, och därför har en antioxidantfunktion föreslagits för detta enzym. Dock, senare studier har visat deltagande av NTRC i metaboliska processer som regleras av TRX, som stärkelse och klorofyllsyntes. Dessa resultat tyder på ett djupgående samband mellan redoxsystem baserade i Fd (TRXs) och NADPH (NTRC) och antioxidanter med hjälp av en mekanism med en okänd molekylbas.

Författarna till denna studie har visat att den fotosyntetiska metabolismens funktion och dess anpassning till oförutsägbara förändringar i ljusintensitet beror på redoxbalansen hos peroxiredoxinerna (2CP), som verkar genom att integrera kloroplasternas komplexa redoxregleringssystem. Dessa resultat, erhållen från modellarten Arabidopsis thaliana, beteckna ett viktigt framsteg i kunskapen om fotosyntes och föreslå nya biotekniska tillvägagångssätt för att öka både fotosynteshastigheten för CO2-fixering och den därav följande produktionen av organiskt material.