本期Science雜志以封面文章的形式,推出了中國科學院和日本岡山大學的最新研究成果。研究人員獲得了一個重要蛋白超復合體的高分辨率晶體結構,可以幫助人們進一步理解這種極為有效的太陽能轉換器。
植物通過大型蛋白復合體、葉綠素和其他輔因子將光能轉化為化學能量。捕光復合物LHC I包圍著光系統I(PSI)并為其捕獲陽光,在高等植物的光合作用中起到了關鍵性作用。LHC I會將自己吸收的能量傳遞給PSI核心,在那里以接近100%的效率轉換為化學能量。
中科院植物研究所和岡山大學的研究團隊對豌豆PSI-LHC1進行了結構分析,獲得了分辨率高達2.8 ?的晶體結構,為人們提供了大量的寶貴信息。文章的通訊作者是中科院植物研究所的匡廷云(Tingyun Kuang)院士和岡山大學的Jian-Ren Shen教授。
在此之前人們也曾研究過豌豆PSI-LHC1的結構,不過那時的分辨率還很低。這項研究通過高分辨率結構,展示了色素和其他輔因子在PSI-LHC1中的組成和排列,揭示了PSI核心與LHCI之間的特異性互作。值得注意的是,在一些關鍵的能量轉移互作中,特定色素的定向(比如葉綠素和類胡蘿卜素)是非常重要的。
這項研究為理解光合作用機制提供了重要的結構基礎,有助于解釋植物如何在捕獲陽光的同時保護自身細胞不受傷害。
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