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        光合作用涉及蛋白質活塞
        
			
        
				2019-04-19 10:02:40
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        植物通過光合作用將水和二氧化碳轉化為糖和氧。因此，光合作用是我們所知的生命不可或缺的，并且已被全球各地的研究人員廣泛研究。
        

        光合作用涉及蛋白質活塞
        

        然而，光合作用是一個復雜的微觀過程，其中一些方面仍然沒有得到很好的理解。例如，光系統(tǒng)I(PSI)是涉及光合作用的復雜蛋白質系統(tǒng)。PSI可逆地與鐵氧還蛋白(Fd)形成復合物，其介導來自水的電子的轉移。PSI-Fd復合物尚未完全表征，盡管它們作為光合作用鏈中的連接具有重要性，但復合物中PSI和Fd之間的原子級相互作用仍不清楚。這是因為難以分析這種復雜蛋白質系統(tǒng)中的弱相互作用，這部分地由復合物中的弱結合相互作用引起，使其難以結晶。
        

        大阪大學主導的國際合作最近通過收集從一種溫泉藍藻中分離出來的這種復合物的X射線結構數(shù)據(jù)，在PSI-Fd復合物知識方面取得了突破。Genji Kurisu和合作者培養(yǎng)細菌，純化PSI-Fd復合物，然后生長復合物的晶體。隨后收集并分辨晶體的X射線數(shù)據(jù)。該綜合體的X射線數(shù)據(jù)提供了一些有趣的信息;特別是，并非所有的PSI-Fd交互都是相同的。結果報告在Nature Plants中。
        

        “我們發(fā)現(xiàn)PSI-Fd復合物的晶體結構在每個晶體不對稱單元中含有兩個PSI三聚體和六個結合Fds，”Kurisu說。“Fds是非等價的，因為它們位于距PSI不同的距離;也就是說，F(xiàn)d在PSI-Fd復合體中具有強弱結合狀態(tài)。”
        

        通過光譜和色譜測量進一步表征PSI-Fd復合物的結果證實了該組的發(fā)現(xiàn)，這也表明Fd在復合物中具有兩種不同的結合狀態(tài)。通過考慮他們的所有實驗結果，研究人員開發(fā)了一種機制來解釋PSI-Fd復合物中兩種Fd結合狀態(tài)的形成。
        

        “我們建議Fd與PSI的結合會降低PSI三維結構的對稱性，”該團隊副教授Hideaki Tanaka解釋道。“這引起了PSI亞基之一的活塞式運動，提供了一種復合物，顯示出通過PSI從供體(Cyt c6)到受體(Fd)的快速電子轉移。”
        

        PSI亞基的活塞式運動被認為可能作為穿過細胞膜的分子信號，以刺激快速電子轉移。
        

        該團隊的研究結果可能提供線索，允許優(yōu)化人工光合作用，從二氧化碳，水和光中獲取復雜的化學物質。
        
			

			
          
        
			
        
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