Eficincia da fotossntese pode ser explicada pela desorganizao
Energia
Redação do Site Inovação Tecnológica – 04/07/2023

a primeira vez que se alcana uma resoluo nas medies suficiente para analisar protenas coletoras de luz individuais.
[Imagem: Gabriela S. Schlau-Cohen Lab/MIT]
Desorganizao eficiente
Quando as clulas fotossintticas – de algas, bactrias e plantas – absorvem a luz do Sol, os ftons saltam entre uma srie de protenas coletoras de luz at atingirem o centro de reao fotossinttica.
L, as clulas convertem a energia dos ftons em eltrons, que a jusante iro impulsionar a produo de molculas de acar, que servem de alimento para o ser vivo.
Essa transferncia de energia atravs do complexo coletor de luz ocorre com eficincia muito alta: Quase todo fton de luz absorvido gera um eltron, um fenmeno conhecido como “eficincia quntica de quase unidade”.
Agora, Dihao Wang e colegas do MIT, nos EUA, descobriram como essas protenas, que funcionam como “antenas de luz”, operam com tamanha eficincia.
E a resposta para esse enigma surpreendeu: o arranjo desorganizado das protenas que impulsiona a eficincia quntica da converso da luz em eletricidade – organize as coisas e a eficincia cai drasticamente.
“A organizao ordenada , na verdade, menos eficiente do que a organizao desordenada da biologia, o que achamos muito interessante porque a biologia tende a ser desordenada. Essa descoberta nos diz que isso pode no ser apenas uma desvantagem inevitvel da biologia, mas os organismos podem ter evoludo para tirar vantagem disso,” disse a professora Gabriela Schlau-Cohen.

Este estudo empregou clulas de bactrias fotossintticas. A seguir a equipe pretende trabalhar com plantas.
[Imagem: Olivia C. Fiebig et al. – 10.1146/annurev-physchem-083122-111318]
Bioinspirao
Esta descoberta tem grande impacto para diversos desenvolvimentos que buscam inspirao na biologia, como no campo da fotnica, nas clulas solares, na fotossntese artificial e em todas as aplicaes das antenas de luz.
Isso porque o mtodo padro nos desenvolvimentos da nanotecnologia tipicamente envolve construir nanoestruturas muito ordenadas e com altssima preciso.
Outra descoberta da equipe que a maior eficincia obtida pelas protenas que esto mais adensadas, uma vez que o menor tempo de viagem evita perdas de energia no processo.
Artigo: Elucidating interprotein energy transfer dynamics within the antenna network from purple bacteria
Autores: Dihao Wang, Olivia C. Fiebig, Dvir Harris, Hila Toporik, Yi Ji, Chern Chuang, Muath Nairat, Ashley L. Tong, John I. Ogren, Stephanie M. Hart, Jianshu Cao, James N. Sturgis, Yuval Mazor, Gabriela S. Schlau-Cohen
Revista: Proceedings of the National Academy of Sciences
Vol.: 120 (28) e2220477120
DOI: 10.1073/pnas.2220477120
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