- 科学家解析嗜热光合绿丝菌光合核心复合体的空间结构 生物科技-科技与产业ZHG1

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光合作用是地球上最为重要的光能转化过程,为生物圈中生命的存在和繁衍提供物质和能量基绝品天医础,同时还维持着地球的大气环境和元素循环。光合作用发生在由多种超分子复合体分布的光合膜上。其中捕光天线含有的种类繁多的色素分子,它们在捕获光能后通过激子效应或偶极共振效应实现能量的传递。
近日,中国科学院生物物理研究所报道了一种嗜热光合绿丝菌——光合玫瑰菌中光合反应中心与捕光天线形成的核心光复合体的高分辨率电镜结构,揭示了该光合绿丝菌进行高效光能吸收、传递和转换的超分子基础。

RC-LH的三维结构以及复合体中可能的能量和电子传递示意图
嗜热光合绿丝菌是一种适应特殊生境的光合细菌罗马许愿池,其光合体系具有独特而高效的能量传递和电荷转移机制以及完善的自我保护机制彩虹股份股吧。其光合系统的特殊之处在于泰星mai,其外周捕光天线类似于绿色细菌而内周天线和反应中心与紫细菌同属一个进化分支。同时,其捕光天线为嵌合型捕光天线LH飞跃长生,它集成了紫细菌中的LH2和LH1的光吸收特征,与反应中心组装形成超分子复合物,使其得以在弱光条件下仍然可以高效地捕获光能并完成能量转换古校夜游神。
该项研究利用冷冻电镜单颗粒技术解析了嗜热光合绿丝菌中光合玫瑰菌核心光复合体RC-LH的三维结构,分辨率为4.1埃。该结构也是首个嗜热光合绿丝菌RC-LH复合体的高分辨率三维结构坚韧不拔造句。宋笠娜
该项研究展示了捕光天线亚基对之间以及它们与反应中心的相互作用方式和机制;并通过对其内部高度复杂的色素网络的深入分析,揭示了在该复合体内部的能量及电子传递的可能路径;阐明了该复合体相较同类复合体更高的电子传递效率归因于细胞色素c亚基N端的一段独特跨膜螺旋;通过与已有的紫细菌同源晶体结构的比较,分析了核心光复合体的反应产物——还原态醌以及随之补位的氧化态醌的可能的进出复合体的路径。上述研究结果将有效推进对光能转化过程中分子机理的研究赛葵。


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