Rosaria Remelli, Claudio Varotto, Dorianna Sandonà, Roberta Croce, Roberto Bassi

LHC II è il principale complesso antenna del fotosistema II delle piante superiori e la proteina di membrana più abbondante nella biosfera. Lega 7 molecole di clorofilla (Chl) a, 5 di Chl b, 1.8 luteina, 0.2 violaxantina e 1 neoxantina per polipeptide di 25 kDa. Questi pigmenti (clorofille e carotenoidi), che effettuano la cattura dell'energia luminosa e del trasferimento della stessa al centro di reazione, sono legati in modo non covalente alla struttura polipeptidica. Studi di cristallografia elettronica (risoluzione 3.4 Å) hanno localizzato 12 porfirine e due delle tre molecole di xantofille. Inoltre sono stati identificati gli aminoacidi che probabilmente coordinano alcuni dei pigmenti. Non è stato invece possibile discriminare tra clorofille a e clorofille b, a causa della limitata risoluzione. Mediante l'espressione dell'apoproteina in E. coli e la ricostituzione in vitro del complesso proteina-pigmenti, è stato possibile ottenere un complesso LHC II ricombinante con caratteristiche spettroscopiche e biochimiche del tutto simili a quelle del complesso nativo.

Questa procedura ha consentito di effettuare delle mutazioni puntiformi sugli aminoacidi putativamente coinvolti nella coordinazione delle clorofille e di studiare le caratteristiche spettroscopiche (spettroscopia di assorbimento e di emissione, dicroismo circolare) e biochimiche (HPLC, stechiometria pigmenti-proteina) dei complessi mutanti ricostituiti.

Queste analisi hanno consentito di ottenere i seguenti risultati:

• Attribuzione dei siti di coordinazione di LHC II a clorofilla di tipo a o b.
• Determinazione della lunghezza d'onda di assorbimento (relativo alla transizione elettronica Q_y) di ogni clorofilla.

Questi risultati permetteranno di calcolare le vie e le costanti del trasferimento eccitonico nei fotosistemi delle piante.