Espressione e purificazione di proteine fotosintetiche nell'organismo modello Physcomitrium patens

In questo elaborato sono stati analizzati due complessi proteici presenti nell’organismo modello Physcomitrium patens che svolgono delle importanti funzioni nella regolazione del processo fotosintetico. Il processo fotosintetico è finemente regolato per massimizzare la sintesi di molecole quali l’adenosina trifosfato (ATP) e la nicotinammide adenina dinucleotide fosfato (NADPH), ma anche per prevenire possibili effetti dannosi per la pianta causati dallo stress ossidativo associato ad un malfunzionamento del trasporto elettronico. Per contrastare questa situazione gli organismi fotosintetici hanno adottato diverse strategie, quali la dissipazione sotto forma di calore dell’energia luminosa raccolta in eccesso e lo sviluppo di trasporti elettronici alternativi. Ad esempio, il complesso NDH-1 media il trasporto elettronico ciclico (CEF, Cyclic Electron Flow) dalla ferredossina ridotta al plastochinone (PQ) ossidato, contribuendo all’instaurazione di un gradiente protonico ai due lati della membrana tilacoidale che verrà dissipato per permettere la sintesi di ATP senza sintetizzare NADPH. Il complesso NDH-1 previene la fotoinibizione del fotosistema I (PSI). Le Flavodiiron proteins (FLVs) sono proteine associate al PSI e svolgono uno pseudo-CET, che viene definito tale in quanto non c’è una ciclicità nel percorso degli elettroni. Le proteine FlvA-FlvB infatti hanno la funzione di trasportare gli elettroni in eccesso per la sintesi di molecole d’acqua a partire da ossigeno molecolare (O2). Le FLV sono attive in seguito al cambiamento delle condizioni di illuminazione dell’organismo. In questo elaborato verranno presi in esame questi due componenti della regolazione del trasporto elettronico e verranno presentate le strumentazioni e i protocolli sperimentali utilizzati. In particolare la proteina FlvB è stata purificata mediante cromatografia d’affinità. Il complesso NDH-1 invece è stato studiato in mutanti sovraespressori del gene ndhm tramite la tecnica del Western Blot. Verranno infine esposti i risultati ottenuti e verrà fornita una panoramica generale sull’importanza dello studio e sul progetto di ricerca futuro.