PGRL1 is het geheimzinnige enzym dat het elektronentransport tijdens de fotosynthese rondbreit. Met die ontdekking is de cyclische transportketen nu volledig ontrafeld en kan de optimalisatie van dat proces serieus worden aangepakt, stellen Duitse onderzoekers in het tijdschrift Molecular Cell.

Met de toevoeging dat naar dit ‘ferredoxine-plastochinon reductase’-enzym, werktitel FQR, meer dan 30 jaar vergeefs is gezocht. Men wist vrijwel zeker dat het bestond, maar men had geen idee hoe het er uit zag.

Dat FQR-enzym zou moeten regelen waar de elektronen, die door zonne-energie worden gegenereerd via het zogeheten fotosysteem 1, naar toe gaan. Daarbij kan de plant kiezen tussen lineair elektronentransport, dat onder meer de energiedrager NADPH oplevert, en cyclisch transport (CEF) dat de alternatieve energiedrager ATP creëert. FQR is de eerste stap in die laatste route: het neemt elektronen over van ferredoxine en geeft die via plastochinon over aan het cytochroom b6f-eiwitcomplex. De activiteit van FQR bepaalt dus de verhouding NADPH/ATP, wat weer van belang is voor heel veel andere biochemische processen.

Om een lang verhaal kort te maken: PGRL1 en FQR zijn een en hetzelfde eiwit, hebben Dario Leister en collega’s van de Ludwig-Maximilians-Universität in München nu vastgesteld.

Leister ontdekte PGRL1 al in 2008. Dat het iets met cyclisch elektronentransport te maken had was toen al duidelijk, maar de precieze biochemische functie was minder helder. Nu blijkt dus dat het de hoofdrol heeft. Een verwant eiwit PGR5 heeft een regelfunctie, en om PGRL1 correct te laten werken zijn ook nog een ijzerhoudende cofactor en een aantal cysteïne-residuen nodig.

Het zou moeten betekenen dat PGRL1 een van de eerste eiwitten is waar je naar moet kijken als je de efficiëntie van de fotosynthese wilt verhogen. Wat dan weer toepassingen heeft die variëren van het kweken van grotere planten met minder licht, tot het ontwerpen van betere zonnecellen en waterstofgeneratoren.

bron: Ludwig-Maximilians-Universität