Ruolo dell’enzima FOSFOGLICERATO DEIDROGENASI 3 nel mantenimento dell'attività fotosintetica

Nella fase luminosa della fotosintesi gli elettroni viaggiano attraverso una catena di trasporto da molecole di clorofilla eccitate dalla luce fino all’accettore finale, il coenzima NADP+, che viene ridotto a NADPH. Il NADPH cede poi gli elettroni acquisiti a livello del ciclo di Calvin-Benson-Bassham (CBBC) nella fase di fissazione del carbonio. Le reazioni della fase luminosa richiedono quindi un costante rifornimento di NADP+. Tra i meccanismi adottati dalle piante per garantire tale rifornimento si distingue un pathway basato sull’enzima stromale FOSFOGLICERATO DEIDROGENASI 3 (PGDH3). L’unicità di questo pathway sta nella dipendenza dal coenzima NAD(H), non utilizzato in altri meccanismi regolativi stromali. PGDH3 trasferisce elettroni dal substrato 3-fosfoglicerato (3-PGA) al NAD+: poiché 3-PGA è uno degli intermedi prodotti tramite CBBC, l’effetto indiretto è lo spostamento di elettroni dal pool di NADPH a quello di NADH e la rigenerazione di NADP+ in forma ossidata. Questo pathway sembra giocare un ruolo importante nella regolazione dell’attività fotosintetica: mutanti pgdh3 loss-of-function di Arabidopsis thaliana mostrano alterazioni nello stato redox del pool di NADPH e NADH, nella cinetica di attivazione del CBBC, in parametri fotosintetici quali nonphotochemical quenching, proton motive force, tasso di trasferimento elettronico al fotosistema I e variazioni nei tassi di fissazione del carbonio.