Pesquisadores do SLAC National Accelerator Laboratory e do Lawrence Berkeley National Laboratory, juntamente com colaboradores na Suécia, Alemanha e Reino Unido, observaram em detalhes atômicos o último passo da fotossíntese, revelando como o complexo proteico Photosystem II presente nas plantas perde um átomo de oxigênio.
As descobertas proporcionam novos insights sobre como otimizar fontes limpas de energia. Os pesquisadores esperam usar essas informações para desenvolver sistemas artificiais de fotossíntese que imitem a natureza, convertendo o dióxido de carbono em combustíveis à base de hidrogênio e carbono. O próximo passo é usar um upgrade de raios-X para coletar ainda mais dados sobre o processo.
A equipe de pesquisadores obteve imagens de alta resolução de diferentes estágios do processo para entender especificamente como e onde o oxigênio é produzido. O complexo proteico Photosystem II passa por quatro estados de oxidação estáveis (S0 a S3) e, no último estágio (S4), dois átomos de oxigênio se ligam para liberar uma molécula de oxigênio respirável.
Os cientistas compararam o processo a um jogo de beisebol, onde S0 seria o início do jogo e S1 a S3 seriam os jogadores em primeira, segunda e terceira base, respectivamente. Quando o complexo absorve um fóton de luz solar, é como se o jogador fizesse contato com a bola para avançar as bases. Quando o quarto jogador chega em casa, é semelhante ao complexo liberando uma molécula de oxigênio respirável.
Os pesquisadores acreditam que a pesquisa ajudará a desenvolver sistemas artificiais de fotossíntese para converter o dióxido de carbono em combustíveis à base de hidrogênio e carbono. Vittal Yachandra, cientista do Berkeley Lab e coautor do artigo publicado na Nature, explicou que a maioria do processo que produz oxigênio respirável ocorre no último estágio. No entanto, vários fatores afetam o processo em diferentes partes do Photosystem II e devem se combinar para que o processo tenha sucesso.
Os pesquisadores esperam que o upgrade de raios-X, que permitirá coletar vários dias de dados em apenas algumas horas, ajude a esclarecer ainda mais o processo e a entender as mudanças químicas que ocorrem no sistema.
