研究揭示脂类在光合作用系统I四聚体组装过程中的重要作用
来源/作者:生物谷  日期:2019-11-07

近日,中国科学院大连化学物理研究所分子模拟与设计研究组研究员李国辉与北京大学教授高宁、赵进东合作,通过分子动力学模拟的手段,揭示了脂类在光合作用系统I四聚体组装过程中的重要作用。

光合作用是自然界中将太阳能转化为化学能的主要途径。影响因素有光照(包括光照的强度、光照的时间长短)、二氧化碳浓度、温度(主要影响的作用)和水等。这些因素中任何一种的改变都将影响光合作用过程。绿色植物和藻类的类囊体膜上存在两种大型蛋白复合物(光合作用系统I(PSI)和光合作用系统II(PSII))以实现光诱导电子传递、ATP生物合成等光合作用步骤。不同种属的PSI和PSII高度保守,在类囊体膜上以不同的寡聚状态行使生物学功能,以往的研究主要围绕PSI的三聚形式展开。

本工作通过冷冻电镜技术解析出一种异形胞蓝藻PSI,其以四聚的形式稳定存在。根据结构推测,紧密的四聚结构比三聚结构更有利于单体间的能量传递。通过分子模拟研究,其聚合过程为四个单体先结合成两个二聚体再聚集成四聚体,并得出其聚合驱动力为PSI与类囊体膜上一种糖脂的范德华相互作用。

上述工作得到国家自然科学基金的资助。相关结果以共同通讯作者的形式发表于《自然-植物》(Nature Plants)上。

【关键词】脂类 酶 ATP 蓝藻