φωτοχημική απόσβεση qp φωτοχημική απόσβεση NPQ

Σχετικά έγγραφα
ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΗΣ ΑΝΘΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΣΕ ΑΒΙΟΤΙΚΕΣ ΚΑΤΑΠΟΝΗΣΕΙΣ ΜΕΣΩ ΤΗΣ ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗΣ

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΤΙΚΗΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑΣ

Φωτοσύνθεση. του σε υδατάνθρακες, καταναλώνοντας χημική ενέργεια που προέκυψε από ηλιακή ενέργεια

ΦΩΤΟΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΤΙΚΟΥ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΥ

ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ. Υπεύθυνος Καθηγητής: Καθ. Κυριάκος Κοτζαμπάσης

Φωτοσύνθεση. κυτταρική αναπνοή άμυλο. άλλες οργανικές ουσίες

Φωτοσύνθεση. κυτταρική αναπνοή άμυλο. άλλες οργανικές ουσίες

Φωτοσύνθεση: η διεργασία που τρέφει τη βιόσφαιρα. η τροφή

ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ. Αυτότροφοι και ετερότροφοι οργανισμοί. Καρβουντζή Ηλιάνα Βιολόγος

3 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ. Μεταβολισμός του κυττάρου

ΔΠΘ - Τμήμα Δασολογίας & Διαχείρισης Περιβάλλοντος & Φυσικών Πόρων ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΦΥΤΩΝ ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ: ΦΩΤΕΙΝΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ

ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΤΙΚΟΥ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΥ

Κωνσταντίνος Π. (Β 2 ) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ

3.1 Ενέργεια και οργανισμοί

Φωτοαναπνοή-παράγοντες που την επηρεάζουν

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΤΟ 3 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ «ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ» ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ Α. ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ ΜΕΣΑ ΣΤΗΝ ΤΑΞΗ. 1. Να ορίσετε την έννοια της Βιοενεργητικής.

ΕΡΓΑΣΙΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ 3.1 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ

3.1 Ενέργεια και οργανισμοί..σελίδα Ένζυμα βιολογικοί καταλύτες...σελίδα Φωτοσύνθεση..σελίδα Κυτταρική αναπνοή.

εισέρχεται στο φυτό ως ενυδατωµένο κατιόν

26/5/2015. Φωτεινές αντιδράσεις - Σκοτεινές αντιδράσεις. Μήκος κύµατος φωτός (nm) φως. Σάκχαρα πρίσµα

Ακτινοβολία. Η ακτινοβολία ως παράγοντας καταπόνησης. Καθοριστικής σημασίας

3.1 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ

ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΦΥΤΩΝ 17/4/2018. «Φωτοσύνθεση» Φωτοσύνθεση. Φάσµα απορρόφησης της χρωστικής. Φωτεινές αντιδράσεις. Ρόλος των χρωστικών

16/3/2017. Φωτεινές αντιδράσεις - Σκοτεινές αντιδράσεις. Μήκος κύµατος φωτός (nm) φως. πρίσµα. Σάκχαρα

Περίληψη Βιολογίας Κεφάλαιο 3

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗ ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ ΣΤΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

3.1 Ενέργεια και οργανισμοί Όλοι οι οργανισμοί με εξαίρεση τους φωτοσυνθετικούς εξασφαλίζουν την απαραίτητη ενέργεια διασπώντας θρεπτικές ουσίες που

ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ 12Η 2 S + 6CΟ 2 C 6 H 12 Ο S + 6H 2 Ο

Εργασία Βιολογίας. Β. Γιώργος. Εισαγωγή 3.1 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ. Μεταφορά ενέργειας στα κύτταρα

Εργασία για το μάθημα της Βιολογίας. Περίληψη πάνω στο κεφάλαιο 3 του σχολικού βιβλίου

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4. Κυτταρική αναπνοή: Ο διαχειριστής της ενέργειας και των σκελετών άνθρακα

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗ ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ ΣΤΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΚΑΤΑΠΟΝΗΣΕΩΝ ΤΩΝ ΦΥΤΩΝ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ

ΕΡΓΑΣΙΑ. Το κύριο ενεργειακό «νόμισμα» των κυττάρων ειναι το ΑΤΡ.

ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ Καταβολισμός Αναβολισμός

ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ. Η βάση της ζωής στα Πρώτιστα στα Φυτά και στα Κυανοβακτήρια. Γεώργιος Ν. Χώτος καθηγητής

1. Να οξειδωθούν και να παράγουν ενέργεια. (ΚΑΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ)

Κεφαλαίο 3 ο. Μεταβολισμός. Ενέργεια και οργανισμοί

Εργασία για το μάθημα της Βιολογίας Περίληψη πάνω στο κεφάλαιο 3 του σχολικού βιβλίου

Εφαρμογές του Φθορισμού Χλωροφύλλης στις Γεωπονικές Επιστήμες

KΕΦΑΛΑΙΟ 3ο Μεταβολισμός. Ενότητα 3.1: Ενέργεια και Οργανισμοί Ενότητα 3.2: Ένζυμα - Βιολογικοί Καταλύτες

Ενότητα: ΕΥΚΑΡΥΩΤΙΚΑ ΚΑΙ ΠΡΟΚΑΡΥΩΤΙΚΑ ΚΥΤΤΑΡΑ

Ακτινοβολία. Η ακτινοβολία ως παράγοντας καταπόνησης. Καθοριστικής σημασίας

Κυτταρική Βιολογία. Ενότητα 10 : Τα μιτοχόνδρια και οι χλωροπλάστες ως τα ενεργειακά κέντρα των ευκαρυωτικών κυττάρων

Kυτταρική Bιολογία. Μιτοχόνδρια & Χλωροπλάστες - Τα Ενεργειακά Κέντρα των Ευκαρυωτικών Κυττάρων ΔIAΛEΞΕΙΣ 24 & 25 (27 /5/2016)

ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΤΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ. της Νικολέτας Ε. 1. Να οξειδωθούν και να παράγουν ενέργεια. (ΚΑΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ)

Η δέσµευση της ηλιακής ενέργειας

ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1. ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ

CO 2 H 2 O O 2 C 6 H 12 O 6 ATP ADP DNA NADPH - TAC AAA CAT CCC GGG TTT ATT

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ

Κεφάλαιο 2ο ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΚΥΤΤΑΡΟΥ

και χρειάζεται μέσα στο ρύθμιση εναρμόνιση των διαφόρων ενζυμικών δραστηριοτήτων. ενζύμων κύτταρο τρόπους

ΒΙΟΛΟΓΙΑ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ 3

Φύλλο Εργασίας (διάρκεια 2 διδακτικές ώρες)

Μεταβολισμός και Βιοενεργητική. [Τίτλος εγγράφου] ΣΠΥΡΟΣ Ξ. Β 2

Φυσιολογία Καταπονήσεων των Φυτών

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. Φωτοσύνθεση: Ο ενεργειακός τροφοδότης της Βιόσφαιρας

Κεφάλαιο 3 ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ

Τα ορμονικά μόρια και η διαχείριση τους μέσα στο φυτό

Φωτοβιολογία (ΒΙΟΛ-463) 4 η Ενότητα Φωτοπεριοδισμός και κιρκαδιανό κιρκαδικό ρολόι

ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΦΥΤΩΝ ΕΙΣΑΓΩΓΗ. Θερινό εξάμηνο ΔΠΘ - Τμήμα Δασολογίας & Διαχείρισης Περιβάλλοντος & Φυσικών Πόρων

ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΖΩΗΣ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑ. π. Αναστάσιος Ισαάκ Λύκειο Παραλιμνίου Ιανουάριος 2014

ΓΙΩΡΓΟΣ Μ. Β2 ΒΙΟΛΟΓΙΑ 3ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ

ΕΡΓΑΣΙΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ. 3.1 Ενέργεια και οργανισμοί

ΓΕΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑ. Μαντώ Κυριακού 2015

ΓΕΩΠΟΝΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗΣ ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑΣ ΦΥΤΩΝ

Ενέργεια:η ικανότητα επιτέλεσης έργου. Μορφές ενέργειας. η αιτία εµφάνισης φυσικών, χηµικών βιολογικών φαινοµένων

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΑΠΟ ΤΟ

Φωτοβιολογία (ΒΙΟΛ-463) 1 η Ενότητα Φωτονιακή πληροφορία και φωτοελεγχόμενες αποκρίσεις

Άσκηση 7η: Ανατομικά και φυσιολογικά χαρακτηριστικά φύλλων σκιάς και φύλλων φωτός του φυτού αριά (Quercus ilex).

BIOΛ154 ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ. ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ (Lubert Stryer)

ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΚΑΤΑΠΟΝΗΣΕΩΝ ΤΩΝ ΦΥΤΩΝ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ

ΜΟΡΙΑΚΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΤΙΚΟΥ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΥ

Εργασία Βιολογίας 3.1 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ

ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΚΑΤΑΠΟΝΗΣΕΩΝ ΤΩΝ ΦΥΤΩΝ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ

Συνδυάζοντας το πρώτο και το δεύτερο θερμοδυναμικό αξίωμα προκύπτει ότι:

Βιοφυσική. ΦΥΣ 415 Διδάσκων Σ. Σκούρτης (χειμερινό εξάμηνο ) 1 η Διάλεξη

Κυτταρική Βιολογία. Ενότητα 12 : Απόπτωση ή Προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος. Παναγιωτίδης Χρήστος Τμήμα Φαρμακευτικής ΑΠΘ

Κεφάλαιο τρίτο. 3.1: Ενέργεια και οργανισμοί

Το φωσφορικό ανιόν δεν ανάγεται µέσα στο φυτό. Παραµένει στην υψηλότερη οξειδωτική µορφή του

Οξειδωτική καταπόνηση

Θρέψη Φυτών. Ενότητα 6 η Μαγνήσιο (μέρος β) Όνομα καθηγητή: Δ. Μπουράνης Όνομα καθηγητή: Σ. Χωριανοπούλου Τμήμα: Επιστήμης Φυτικής Παραγωγής

Κεφάλαιο 4. Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc Utopia Publishing, All rights reserved

Βιοχημεία Τροφίμων Ι. Ενότητα 11 η Φρούτα και Λαχανικά ΙΙ. Όνομα καθηγητή: Έφη Τσακαλίδου. Τμήμα: Επιστήμης Τροφίμων & Διατροφής του Ανθρώπου

Κων/νος Μ. Β 2 ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΗΝ ΒΙΟΛΟΓΙΑ

ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ

ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΑΝΑΠΝΟΗ. π. Αναστάσιος Ισαάκ Λύκειο Παραλιμνίου Δεκέμβριος

BΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ

3.2 ΕΝΖΥΜΑ ΒΙΟΛΟΓΙΚΟΙ ΚΑΤΑΛΥΤΕΣ

9/5/2015. Απαραίτητα θρεπτικά στοιχεία για τα φυτά

ΜΟΝΟΠΑΤΙΑ ΕΝΔΟΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΤΑΓΩΓΗΣ ΣΗΜΑΤΟΣ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. Οργάνωση της ζωής βιολογικά συστήματα

ΓΕΩΠΟΝΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑΣ ΦΥΤΩΝ ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΠΑΠΑΦΩΤΗΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ο 3.1-ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ

Kυτταρική$Bιολογία$ Μιτοχόνδρια*&*Χλωροπλάστες*A** Τα*Ενεργειακά*Κέντρα*των* Ευκαρυωτικών*Κυττάρων!! ΔIAΛEΞΕΙΣ*17*&*18! (23!&!25/5/2012)!

ΠΕΡΙΛΗΠΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ 3 ου ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ (μεταβολισμός)

ΓΕΩΠΟΝΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗΣ ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑΣ ΦΥΤΩΝ

Μεταβολισμός. Ενέργεια και οργανισμοί Ένζυμα βιολογικοί καταλύτες Φωτοσύνθεση Κυτταρική αναπνοή

Φ ΣΙ Σ Ο Ι Λ Ο Ο Λ Γ Ο Ι Γ Α

Βιοχημεία Τροφίμων Ι. Ενότητα 11 η Φρούτα και Λαχανικά ΙΙ (μέρος β) Όνομα καθηγητή: Έφη Τσακαλίδου. Τμήμα: Επιστήμης Τροφίμων & Διατροφής του Ανθρώπου

Transcript:

Η σημασία της φωτοσύνθεσης στη διατήρηση της ζωής στον πλανήτη ως ο μοναδικός ενδιάμεσος στη βιοχημική αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας στην βιόσφαιρα είναι γνωστός εδώ και πάρα πολλά χρόνια. Οι εξελίξεις ιδίως των τελευταίων 30 χρόνων στον τομέα αυτό είναι ραγδαίες και καθοριστικές, αποκαλύπτοντας νέες πτυχές της μοριακής, βιοενεργητικής και φυσιολογικής λειτουργίας του Φωτοσυνθετικού Μηχανισμού. Παρόλα ταύτα κεντρικής σημασίας διαδικασίες δεν είναι επαρκώς κατανοητές, όπως η ρύθμιση της λειτουργίας αυτού του μηχανισμού (πιθανόν αποτελεί τον πολυπλοκότερο κυτταρικό μηχανισμό) που μεταβάλλει τη μοριακή δομή και λειτουργία του ανάλογα με τις ανάγκες του κυττάρου και τη διαφοροποίηση του περιβάλλοντος του, αποσκοπώντας στην καλύτερη διαχείριση της ηλιακής ενέργειας και ταυτόχρονα την φωτοπροστασία του. Η δεσμευθείσα φωτονιακή ενέργεια μπορεί να «αποσβεστεί» με δύο τρόπους: Με την φωτοσυνθετική ροή ηλεκτρονίων μετατρέπεται σε εκμεταλλεύσιμη χημική ενέργεια (ATP) [φωτοχημική απόσβεση qp] Με την μη φωτοχημική της διάχυση ως θερμότητα ή φθορισμό [μη φωτοχημική απόσβεση NPQ] αποσκοπώντας στην προστασία του φωτοσυνθετικού μηχανισμού. Οι δύο αυτές διαδικασίες ενεργειακής απόσβεσης, παρόλο που μελετούνται ξεχωριστά, in vivo λειτουργούν συμπληρωματικά για την καλύτερη δυνατή διαχείριση της ενέργειας σε μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες (συνθήκες καταπόνησης). http://dx.doi.org/10.1016/j.indcrop.2012.06.020

Για την φωτοχημική απόσβεση έχουμε αναφερθεί διεξοδικώς παραπάνω. Ή έρευνα τα τελευταία χρόνια επικεντρώνεται στην κατανόηση της μη φωτοχημικής απόσβεσης χωρίς να έχει καταλήξει σε αδιαμφισβήτητα αποτελέσματα. Τα μέχρι τώρα αποτελέσματα δείχνουν εμπλοκή του κύκλου των ξανθοφυλλών (μετατροπή της βιολαξανθίνης σε ζεαξανθίνη) στο LHCII και πιο πρόσφατα την εμπλοκή λουτεϊνης του LHCII, η οποία όταν διεγείρεται παίρνοντας ενέργεια από μία χλωροφύλλη a διαφοροποιεί τη διάπλαση του LHCII επιτρέποντας τη διάχυση της ενέργειας ως θερμότητα. http://dx.doi.org/10.1016/j.bbrc.2007.01.172 http://www.nature.com/nature/journal/v450/n7169/full/nature06262.html

ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ qp & NPQ 0,000000000000001 s 0,0001 s 0,1 s 1 s t Απορρόφηση φωτονίων από χλωροφύλλες t: ~10-15 s T Έναρξη της φωτοχημικής απόσβεσης t: ~10-4 s ADP ATP Ολοκλήρωση της φωτοχημικής απόσβεσης μετατροπή της φωτονιακής ενέργειας σε χημική (ATP) t: ~1s Μη-φωτοχημική απόσβεση (NPQ) Φωτοχημική απόσβεση (qp) Τρίπτυχο ενέργειας φθορισμός φωτοχημεία 100% θερμότητα

Ο ρόλος των πολυαμινών στη διαχείριση της ενέργειας Οι πολυαμίνες [πουτρεσίνη (Put), σπερμιδίνη (Spd) και σπερμίνη (Spm)]είναι μικρές αλειφατικές αμίνες με απλή δομή, αλλά ακόμη και σήμερα ο ρόλος τους παραμένει άγνωστος. Διαφέρουν μεταξύ τους τόσο στον αριθμό των θετικών φορτίων που εμφανίζουν σε φυσιολογικές ενδοκυτταρικές τιμές ph (τέσσερα στη σπερμίνη, τρία στη σπερμιδίνη και δύο στην πουτρεσίνη), όσο και στο μήκος του μορίου (1.46nm, 1.112nm και 0.65nm αντίστοιχα). http://aob.oxfordjournals.org/content/105/1/1/f1.expansion

Έλεγχος της φωτοχημικής απόσβεσης ενέργειας μέσω πουτρεσίνης Τα τελευταία χρόνια, η διεξοδική μελέτη του μηχανισμού ρύθμισης της φωτοσυνθετικής διαδικασίας από πολυαμίνες έδειξε διακριτούς ρόλους για την πουτρεσίνη (Put) σε σχέση με τις άλλες δύο πολυαμίνες (Spd, Spm), οι οποίοι επιβεβαιώθηκαν από in vitro και in vivo μελέτες. Πιο αναλυτικά, η αύξηση της πουτρεσίνης (Put) προκαλεί αναστολή της ενεργοποίησης της μη-φωτοχημικής απόσβεσης της ενέργειας (NPQ) και ταυτόχρονα παράταση του χρόνου αποφόρτισης της θυλακοειδούς μεμβράνης. Αυτό συνδέεται άμεσα με τις βιοχημικές ιδιότητες της Put αλλά και την επαγωγή της φωτοχημικής απόσβεσης της ενέργειας και της φωτοφωσφορυλίωσης. Η ικανότητα της πουτρεσίνης να αυξάνει τη χημειωσμωτική σύνθεση ΑΤΡ (έως 70% ρυθμίζοντας τα ΔpH και Δψ του μικροχώρου) προτείνεται ως μια κεντρική αιτία για να ερμηνεύσει κανείς το γιατί η πουτρεσίνη δρα ως παράγοντας αύξησης των κυττάρων αλλά και γιατί αυξάνεται η σχέση Put/Spm σε συνθήκες καταπόνησης (διαδικασίες με υψηλό ενεργειακό κόστος).

Ζητείται ένας παράγοντας (στο σχήμα «Β») που σε υψηλή φωτοσυνθετική δραστηριότητα να εισέρχεται στον μικροχώρο και να αυξάνει το Δψ σε βάρος του ΔpH του μικροχώρου, επιτρέποντας σε αυτές τις συνθήκες την λειτουργία των φωτοσυνθετικών συμπλόκων και την αύξηση της χημειωσμωτικής παραγωγής ATP. Τον ρόλο αυτού του παράγοντα φαίνεται να παίζει η πουτρεσίνη (βλέπε παραπάνω διαφάνεια). Kramer et al. (2003) Trends in Plant Science 8: 27-32

Έλεγχος της μη φωτοχημικής απόσβεσης ενέργειας (NPQ) μέσω σπερμιδίνης και σπερμίνης Αντίθετα με την Put, οι πολυαμίνες Spd και Spm επάγουν τη μη-φωτοχημική απόσβεσης της ενέργειας (NPQ) εις βάρος της φωτοχημικής απόσβεσης ενεργοποιώντας τους μηχανισμούς φωτοπροστασίας ακόμη και σε χαμηλής ένταση φωτισμό. Ο μοριακός/βιοχημικός μηχανισμός δράσης των πολυαμινών Spd και Spm φαίνεται να είναι πολύπλοκος και πολυεπίπεδος. Τουλάχιστον 3 επίπεδα δράσης έχουν αποκαλυφθεί με τις μέχρι τώρα έρευνες : Στο επίπεδο της αρχιτεκτονικής των μεμβρανών φαίνεται ότι μπορεί να οφείλεται έως και το 50% του συνολικού NPQ. Με δεδομένο ότι οι πολυαμίνες μπορούν να αυξήσουν το βαθμό στοίβαξης των θυλακοειδών (grana stacking), ένα σημαντικό μέρος του ολικού NPQ που επάγουν οι πολυαμίνες πιθανότατα έχει προέλευση τη στοίβαξη (http://www.plosone.org/article/info%3adoi%2f10.1371%2fjournal.pone.0041979). Σε ένα δεύτερο επίπεδο οι πολυαμίνες είναι δυνατόν να αλλάζουν τη στερεοδιαμόρφωση και αρχιτεκτονική της φωτοσυλλεκτικής κεραίας του PSII. Σύμφωνα με in vitro μελέτες σε απομονωμένο LHCII η Spm μπορεί να αποσβέσει έως 40% του φθορισμού της χλωροφύλλης a λόγω του ολιγομερισμού των πρωτεϊνών του LHCII (http://dx.doi.org/10.1016/j.bbabio.2012.01.007).. Ο 6 ος δεσμός συναρμογής ανάμεσα στο Mg της τετραπυρρόλης της χλωροφύλλης και κάποια ιμινομάδα της πολυαμίνης Spd ή Spm (η Put δεν έχει ιμινομάδες) που φαίνεται να δημιουργείται ανάμεσα στις πολυαμίνες και τις χλωροφύλλες του LHCII αποτελεί τον μοριακό διακόπτη ενέργειας (NPQ) σε απομονωμένες χλωροφύλλες. Δημιουργία και διάσπαση του δεσμού φωτονιακής ενέργειας (http://dx.doi.org/10.1111/j.1751-1097.2011.01003.x).

Στο επίπεδο της αρχιτεκτονικής των μεμβρανών φαίνεται ότι μπορεί να οφείλεται έως και το 50% του συνολικού NPQ. Με δεδομένο ότι οι πολυαμίνες μπορούν να αυξήσουν το βαθμό στοίβαξης των θυλακοειδών (grana stacking), ένα σημαντικό μέρος του ολικού NPQ που επάγουν οι πολυαμίνες πιθανότατα έχει προέλευση τη στοίβαξη. Γενετικά τροποποιημένα φυτά με υπερέκφραση της πλαστιδιακής τρανσγλουταμινάσης (το ένζυμο που προσδένει πολυαμίνες στο LHCII), μας δίνει χλωροπλάστες αποκλειστικά μόνο με grana που αποσβένουν σχεδόν αποκλειστικά την ηλιακή ενέργεια μη φωτοχημικά! Ως εκ τούτου για να επιζήσουν τα εν λόγω φυτά χρειάζονται εξωγενή οργανική ύλη, γιατί η φωτοχημική σύνθεση ATP υπολειτουργεί. Ioannidis et al. (2009). BBA (BIOENERGETICS) 1787: 1215-1222

Σε ένα δεύτερο επίπεδο οι πολυαμίνες είναι δυνατόν να αλλάζουν τη στερεοδιαμόρφωση και αρχιτεκτονική της φωτοσυλλεκτικής κεραίας του PSII. Σύμφωνα με in vitro μελέτες σε απομονωμένο LHCII η Spm μπορεί να αποσβέσει έως 40% του φθορισμού της χλωροφύλλης a λόγω του ολιγομερισμού των πρωτεϊνών του LHCII που στηρίζεται στα διαφορετικά φορτία των επιμέρους πρωτεϊνών που αλληλεπιδρούν με τα πολυκατιόντα των πολυαμινών, πρωτίστως με την Spm. Tsiavos et al. (2012) BBA (BIOENERGETICS) 1817: 735-743 Nield et al. (2000). Nature Structural Biology 7: 44-47

Ο 6 ος δεσμός συναρμογής ανάμεσα στο Mg της τετραπυρρόλης της χλωροφύλλης και κάποια ιμινομάδα της πολυαμίνης Spd ή Spm (η Put δεν έχει ιμινομάδες) που φαίνεται να δημιουργείται ανάμεσα στις πολυαμίνες και τις χλωροφύλλες του LHCII αποτελεί έναν πιθανό μοριακό διακόπτη ενέργειας (NPQ) σε απομονωμένες χλωροφύλλες, ρυθμίζοντας τη διαχείριση της φωτονιακής ενέργειας. Η αλληλεπίδραση μίας εκ των πολυαμινών Spd ή Spm με μία χλωροφύλλη στο LHCII θα μπορούσε να αποτελεί τον «πυρήνα» της μη φωτοχημικής απόσβεσης in vivo. Ioannidis, Tsiavos, Kotzabasis (2012) Photochem. Photobiol. 88(1): 98-106

ph-εξαρτώμενη αλληλεπίδραση των πολυαμινών Spd και Spm με χλωροφύλλες ως αποτέλεσμα των διαφορετικών pks των ιμινομάδων της. PAs pk 1 pk 2 pk 3 pk 4 Put 10,5 9,04 Spd 11,16 10,06 8,51 Spm 10,97 10,27 9,04 8,03 Spm 4+ Spd 3 + Spd 2 + Spm 3+ Spm 2+ Ioannidis and Kotzabasis (2007) BBA (BIOENERGETICS) 1767: 1372-1382