生物物理所在光合作用超級復(fù)合物結(jié)構(gòu)研究中獲重要進展
近日,中國科學(xué)院生物物理研究所柳振峰研究組、章新政研究組與常文瑞/李梅研究組通力合作,聯(lián)合攻關(guān),通過單顆粒冷凍電鏡技術(shù),在3.2埃分辨率下解析了高等植物(菠菜)光系統(tǒng)II-捕光復(fù)合物II超級膜蛋白復(fù)合體(PSII-LHCII supercomplex)的三維結(jié)構(gòu)。該項研究工作于5月18日在《自然》(Nature)期刊作為長篇主題論文(Article)在線發(fā)表。 光合作用為地球上幾乎所有生命體提供賴以生存的物質(zhì)和能量,基于結(jié)構(gòu)的光合作用機理研究不僅具有重要的理論意義,同時也將為解決能源、糧食、環(huán)境等問題提供具有啟示性的方案。植物光合作用的原初反應(yīng)是從光系統(tǒng)II開始的,光系統(tǒng)II是由25個以上蛋白質(zhì)亞基以及眾多色素和其它輔因子組成的超大膜蛋白-色素復(fù)合物。該復(fù)合物中包含了天線系統(tǒng)、反應(yīng)中心系統(tǒng)以及一個能在常溫常壓下裂解水釋放氧氣的放氧中心。解析植物光系統(tǒng)II神秘而復(fù)雜的精細結(jié)構(gòu)將有助于理解該超分子機器的工作原理,也是結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究領(lǐng)域中多年來一直追求的熱點和難點課題,并且是光合作用研究領(lǐng)域中眾所期盼的一個超大膜蛋白-色素復(fù)合體三維結(jié)構(gòu)。 在對高等植物光系統(tǒng)II超大膜蛋白復(fù)合物樣品的分離制備和晶體學(xué)研究方法長期探索的基礎(chǔ)上,該研究團隊及時引進并應(yīng)用單顆粒冷凍電鏡技術(shù),通過聯(lián)合三個課題組的優(yōu)勢科研力量并發(fā)揮各自的特長,團結(jié)奮戰(zhàn),協(xié)作攻關(guān),以最高的效率在較短的時期內(nèi)取得了突破性進展,高質(zhì)量完成了該項具有高度挑戰(zhàn)性的國際前沿研究課題。 |