科學網—揭示光合效率提高的電子鏈重構機制

2021-01-08 科學網

 

本報訊（記者黃辛）上海交通大學生命科學技術學院、微生物代謝國家重點實驗室許平團隊在利用溫室氣體二氧化碳生產化學品研究方面又獲突破，揭示了光合效率提高的電子鏈重構機制。該成果近日以封面文章形式發表於《德國應用化學》。

光合效率對於食品安全、能源供給和氣候變化至關重要。儘管在光合微生物藍藻中的一些人工代謝陷阱可以改善光合作用，但是這些代謝陷阱對於光合電子傳遞鏈的影響方式還未被闡明。同時，藍藻中包括莽草酸途徑在內的一些低流量途徑的可塑性還未進行研究。

研究人員選擇苯乙醇—— 一種重要的玫瑰香味香料和理想的助燃劑為目標產物。通過在藍藻中引入苯乙醇合成途徑和人工解反饋抑制模塊，31.5%的光合固定碳被重定向至莽草酸途徑，用於苯乙醇和芳香胺基酸的合成。在這個過程中，基因工程藍藻的氧氣釋放和碳固定效率分別提高了29.9%和68.7%。轉錄組的研究發現，藍藻的碳吸收和固定途徑被上調，同時電子傳遞鏈上的不同組分發生了較大變化，從而揭示出電子傳遞鏈的重構機制。

這種電子鏈的重構使得光能捕獲和電子傳遞效率得以提高，同時避免了能量的耗散。該研究不僅為芳香化合物的生產提供了新的技術，同時對於光合電子鏈的可塑性提出了新的認知，為提高植物光合效率和人工光合自養體系設計提供了指導。

相關論文信息：DOI:10.1002/anie.201812727

《中國科學報》 (2018-12-13 第4版 綜合)

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