我國(guó)科學(xué)家率先破解光合作用超分子結(jié)構(gòu)之謎

　　新華社北京５月２１日電（記者吳晶晶）光合作用是地球上生命體賴以生存的基礎(chǔ)，對(duì)它的科學(xué)研究已持續(xù)了兩百多年，但仍有很多未解之謎。記者２１日從中科院獲悉，該院生物物理所的研究團(tuán)隊(duì)在光合作用研究中獲得重要突破，在國(guó)際上率先解析了高等植物菠菜光合作用超級(jí)復(fù)合物的高分辨率三維結(jié)構(gòu)。該項(xiàng)研究工作發(fā)表在最新出版的國(guó)際頂級(jí)期刊《自然》上。

　　據(jù)介紹，基于結(jié)構(gòu)的光合作用機(jī)理研究具有重要的理論意義，同時(shí)也將為解決能源、糧食、環(huán)境等問(wèn)題提供具有啟示性的方案。１９８５年，德國(guó)馬普生物化學(xué)所的戴森豪福等首次解析了紫細(xì)菌光合作用反應(yīng)中心的晶體結(jié)構(gòu)，獲得了１９８８年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

　　近年來(lái)，國(guó)際上圍繞藍(lán)細(xì)菌、藻類和高等植物光合作用的結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究陸續(xù)獲得了一系列進(jìn)展，但關(guān)于植物光系統(tǒng)ＩＩ的結(jié)構(gòu)研究卻相對(duì)滯后，這被認(rèn)為是光合作用研究領(lǐng)域最后一個(gè)也是最受關(guān)注的超級(jí)復(fù)合物結(jié)構(gòu)。

　　“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是一個(gè)超大膜蛋白－色素復(fù)合物。解析植物光系統(tǒng)ＩＩ神秘而復(fù)雜的精細(xì)結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究領(lǐng)域的科學(xué)家們多年來(lái)一直追求的熱點(diǎn)和難點(diǎn)課題?！敝锌圃荷镂锢硭芯繂T柳振峰說(shuō)。

　　經(jīng)過(guò)多年努力，中科院生物物理所柳振峰研究組、章新政研究組和常文瑞／李梅研究組通力合作，聯(lián)合攻關(guān)，通過(guò)單顆粒冷凍電鏡技術(shù)，首次解析了高等植物（菠菜）的光系統(tǒng)ＩＩ－捕光復(fù)合物ＩＩ超級(jí)膜蛋白復(fù)合體的三維結(jié)構(gòu)。

　　科學(xué)家介紹，光系統(tǒng)ＩＩ具有獨(dú)特而神奇的裂解水分子和放出氧氣的功能，因此被認(rèn)為是人工模擬光合作用的理想模板，可為實(shí)現(xiàn)光能向清潔能源氫氣轉(zhuǎn)換提供具有啟示性的方案。

　　“我們解析了高等植物光系統(tǒng)ＩＩ的高分辨率三維結(jié)構(gòu)，并且獲得了其與外周捕光天線之間相互裝配原理和能量傳遞過(guò)程相關(guān)的重要結(jié)構(gòu)信息。”柳振峰表示，這一突破為研究團(tuán)隊(duì)打開了一片全新的天地，有望在該領(lǐng)域中繼續(xù)深入挖掘，獲得更大更復(fù)雜的超級(jí)復(fù)合物研究成果。

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