Onderzoekers van de Universiteit van Sevilla en het Centro Superior de Investigaciones Científicas hebben een model voorgesteld dat het moleculaire mechanisme verklaart dat planten gebruiken om hun fotosynthesemechanisme aan te passen aan de lichtintensiteit.

Fotosynthese is het primaire productieproces van de aarde voor organisch materiaal en zuurstof. Tijdens de Dag, CO2-fixatie en fotosynthetisch metabolisme blijven actief in chloroplasten van planten via een regulerend mechanisme waarin redoxsystemen zoals thioredoxines (TRX's) een centrale rol spelen. De chloroplastische TRX's gebruiken ferredoxine (Fd) verminderd door de fotosynthetische stroom van elektronen, het verbinden van de metabole regulatie met het licht. In aanvulling, de chloroplasten hebben NTRC, een extra redoxsysteem, exclusief voor fotosynthetische organismen, die, zoals voorkomt in heterotrofe organismen, gebruikt NADPH als reducerend vermogen.

Fotosynthese genereert onvermijdelijk oxidatiemiddelen zoals waterstofperoxide, wat schadelijk kan zijn. Om deze reden, de chloroplasten hebben beschermende systemen zoals 2-cys peroxiredoxins (2CP), wiens activiteit afhankelijk is van NTRC, en dus is een antioxidantfunctie voor dit enzym voorgesteld. Echter, latere studies hebben de deelname van NTRC aan metabolische processen aangetoond die worden gereguleerd door TRX's, zoals zetmeel- en chlorofylsynthese. Deze resultaten suggereren een diepgaande onderlinge relatie tussen redoxsystemen gebaseerd op Fd (TRXs) en NADPH (NTRC) en antioxidanten door middel van een mechanisme met een onbekende moleculaire basis.

De auteurs van deze studie hebben aangetoond dat de werking van het fotosynthetische metabolisme en de aanpassing ervan aan onvoorspelbare veranderingen in lichtintensiteit afhankelijk zijn van de redoxbalans van de peroxiredoxines (2CP), die werken door de complexe redox-regelsystemen van de chloroplasten te integreren. deze resultaten, verkregen uit de modelsoort Arabidopsis thaliana, betekenen een belangrijke vooruitgang in de kennis van fotosynthese en suggereren nieuwe biotechnologische benaderingen voor het verhogen van zowel de fotosynthesesnelheid van CO2-fixatie als de daaruit voortvloeiende productie van organisch materiaal.