研究揭示脂類在光合作用系統I四聚體組裝過程中的重要作用

2020-12-05 生物谷

 

近日，中國科學院大連化學物理研究所分子模擬與設計研究組研究員李國輝與北京大學教授高寧、趙進東合作，通過分子動力學模擬的手段，揭示了脂類在光合作用系統I四聚體組裝過程中的重要作用。

光合作用是自然界中將太陽能轉化為化學能的主要途徑。影響因素有光照(包括光照的強度、光照的時間長短)、二氧化碳濃度、溫度(主要影響酶的作用)和水等。這些因素中任何一種的改變都將影響光合作用過程。綠色植物和藻類的類囊體膜上存在兩種大型蛋白複合物（光合作用系統I（PSI）和光合作用系統II（PSII））以實現光誘導電子傳遞、ATP生物合成等光合作用步驟。不同種屬的PSI和PSII高度保守，在類囊體膜上以不同的寡聚狀態行使生物學功能，以往的研究主要圍繞PSI的三聚形式展開。

本工作通過冷凍電鏡技術解析出一種異形胞藍藻的PSI，其以四聚的形式穩定存在。根據結構推測，緊密的四聚結構比三聚結構更有利於單體間的能量傳遞。通過分子模擬研究，其聚合過程為四個單體先結合成兩個二聚體再聚集成四聚體，並得出其聚合驅動力為PSI與類囊體膜上一種糖脂的範德華相互作用。

上述工作得到國家自然科學基金的資助。相關結果以共同通訊作者的形式發表於《自然-植物》（Nature Plants）上。(生物谷Bioon.com）

 

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