Koldioxidens dubbla roller i fotosyntesen

Sergey Koroidov visar i sin avhandling att koldioxid inte bara spelar en roll i bildandet av socker i fotosyntesen utan även har en reglerande funktion i spjälkningen av vattenmolekyler. Han lägger fram sina resultat fredagen den 21 mars vid Umeå universitet.

Genom fotosyntes fångar växter, alger och vissa bakterier in solens energi och oxiderar i en första delreaktion vatten till den syrgas som vi andas. I ett andra steg av fotosyntesen används den kemiska energi som bildas i första steget till att reducera det kol som finns i luftens koldioxid för att bygga upp socker eller stärkelse.

Fastän dessa processer separeras både funktionellt och strukturellt i fotosyntetiska organismer, har man länge undrat över koldioxidens och dentlösta vätekarbonatens roll i vattenoxidationen.

Denna fråga har Sergey Koroidov angripit i sitt avhandlingsarbete och har kommit fram till ett resultat som varken kunde förutspås eller har rapporterats om av andra forskare vid tidigare tillfällen. Han visar att den ljusdrivna vattenspjälkningen inte bara resulterar i syrgas utan även i koldioxid.

– Koldioxid är alltså inte bara ett substrat i fotosyntesen för tillverkningen av socker, utan det reglerar också effektiviteten i de första reaktionsstegen i elektrontransport genom att i form av vätekarbonat agera som en mottagare av protoner som producerats då vatten spjälkas, säger Sergey Koroidov.

Det här är grundforskning och resultaten tillför en ny pusselbit i hur växters fotosyntesapparat fungerar. Det önskade slutmålet är att bygga ett artificiellt molekylärt komplex, som härmar naturens fotosyntes, som både kan absorbera ljusenergi och använda energin för att framställa vätgas ur vatten.

Om disputationen:
Fredagen den 21 mars försvarar Sergey Koroidov, kemiska institutionen vid umeå universitet, sin avhandling med titeln Watersplitting in natural and artificial photosyntethic systems. Svensk titel: Vattenspjälkning i naturliga och artificiella fotosyntetiska system. Disputationen äger rum klockan 13:00 i stora hörsalen, KB3B1, i KBC-huset. Fakultetsopponent är Prof. Rick Debus, Department of Chemistry, University of California, Riverside, USA. Huvudhandledare är Johannes Messinger.

För mer information, kontakta gärna:
Sergey Koroidov, kemiska institutionen
Telefon: 090-786 52 93
E-post: sergey.koroidov@chem.umu.se

Högupplöst porträttfoto på Sergey Koroidov
Högupplöst labb-bild

Avhandlingen är publicerad digitalt

Bildtext: Sergey Koroidov laddar masspektrometerns cell med fotosyntetiska prover som är ljuskänsliga. Ljuset är grönt eftersom proverna absorberar ljus huvudsakligen i den röda regionen av ljusspektret (av ljusvågorna från solen). När ljuset är grönt sker inga fotosyntesreaktioner..