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清华、北大两位院士联手发表重要成果

光合作用是指,植物、藻类和某些细菌通过光合色素,利用光能将二氧化碳(或硫化氢)和水转化为有机物,并释放出氧气(或氢气)的生化过程。这个精妙的过程是地球上所有生物赖以生存的基础。


藻胆体(Phycobilisome,PBS)是蓝藻和红藻捕获光的“天线”,负责将能量传递到光合作用反应中心。藻胆体是藻胆蛋白(PBP)和连接蛋白组成的超分子复合体,藻胆蛋白具有能够吸收能量的发色基团。


此前人们已经通过晶体学技术确定了一些藻胆体组分的结构,不过整个PBS复合体的三维结构还是未知的,这严重阻碍了人们对光合作用能量转移机制的理解。


日前,清华大学和北京大学的研究人员对鱼腥蓝藻PCC 7120进行了研究。他们通过单颗粒电镜等技术获得了完整的藻胆体结构,还分析了PBS与光系统Ⅱ(PSII)形成复合体时的结构。这项研究发表在五月二十二日的Cell Research杂志上,文章的通讯作者是隋森芳(Sen-Fang Sui)院士和北京大学的赵进东(Jindong Zhao)院士。


研究人员在藻胆体结构中,明确定位了所有的PBP三聚体,保守的连接蛋白,以及发色团的整体分布。研究显示,ApcE和ApcF对于PBS底部突出部分的形成很关键,这一部分在介导PBS和PSII互作中起到了重要作用。


这项研究展示了完整PBS在不同装配水平上的分子结构,有助于人们进一步理解PBS吸收的光能是如何转移到PSII的。


原文链接:Structural organization of an intact phycobilisome and its association with photosystem II


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