IndonesiaDiscover –
Para peneliti di Laboratorium Akselerator Nasional SLAC dan Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley (bersama dengan kolaborator di Swedia, Jerman, dan Inggris) telah menjelaskan langkah terakhir fotosintesis. Mereka mengamati secara detail atom bagaimana Fotosistem II, kompleks protein yang ditemukan pada tanaman, mengalami transformasi yang menyebabkan hilangnya atom oksigen ekstra. Para ilmuwan yakin penemuan ini akan membantu menyediakan peta jalan untuk mengoptimalkan sumber energi bersih. “Ini benar-benar akan mengubah cara kita berpikir tentang Photosystem II,” kata Uwe Bergmann, ilmuwan dan profesor di University of Wisconsin-Madison, yang ikut menulis makalah tersebut.
Para peneliti mengambil “gambar beresolusi sangat tinggi” dari berbagai tahapan proses (pada suhu kamar), memberi mereka wawasan baru tentang bagaimana dan di mana oksigen diproduksi. Bisbol dapat memberikan metafora sederhana (jika agak dipaksakan) untuk mengilustrasikan prosesnya. “Pusat berputar melalui empat keadaan oksidasi stabil, yang dikenal sebagai S0 hingga S3, saat terkena sinar matahari,” jelas SLAC. “Di lapangan baseball, S0 akan menjadi awal permainan ketika seorang pemain di home base siap untuk memukul. S1-S3 akan menjadi pemain pertama, kedua, dan ketiga.” Berdasarkan metafora ini, kontak adonan untuk memajukan pelari menandakan kompleks yang menyerap foton sinar matahari. “Saat bola keempat dipukul, pemain meluncur ke rumah, mencetak skor lari atau, dalam kasus Photosystem II, melepaskan satu molekul oksigen yang dapat bernapas.” Ini adalah tahap terakhir (S4, antara basis ketiga dan rumah geser dalam metafora kita) yang mereka gambarkan untuk pertama kalinya, di mana dua atom oksigen berikatan untuk melepaskan molekul oksigen, mengungkap langkah-langkah tambahan yang sebelumnya tak terlihat.
Video di bawah mengilustrasikan proses dan penemuan tim.
“Sebagian besar proses yang menghasilkan oksigen untuk bernapas terjadi pada langkah terakhir ini,” kata Vittal Yachandra, seorang ilmuwan di Berkeley Lab dan rekan penulis makalah tersebut, yang diterbitkan di Alam. “Tetapi ada beberapa hal yang terjadi di berbagai bagian Fotosistem II dan semuanya harus bersatu pada akhirnya agar reaksi berhasil. Sama seperti bagaimana dalam bisbol, faktor-faktor seperti lokasi bola dan posisi basemen dan fielder memengaruhi gerakan yang dilakukan pemain untuk mencapai home base, lingkungan protein di sekitar pusat katalitik memengaruhi bagaimana reaksi ini terjadi.
Para peneliti mengharapkan peningkatan X-ray akhir tahun ini untuk menjelaskan prosesnya. Ini akan menggunakan tingkat pengulangan hingga satu juta pulsa per detik, naik dari 120 per detik yang digunakan dalam percobaan ini. “Dengan pemutakhiran ini, kami akan dapat mengumpulkan data selama beberapa hari hanya dalam beberapa jam,” kata Bergmann. “Kami juga akan dapat menggunakan sinar-X lunak untuk lebih memahami perubahan kimiawi yang terjadi dalam sistem. Kemampuan baru ini akan terus mendorong penelitian ini ke depan dan memberikan pemahaman baru tentang fotosintesis.”
