我所揭示脂類在光合作用系統I四聚體組裝過程中的重要作用

  近日,我所分子模擬與設計研究組(1106組)李國輝研究員與北京大學高寧教授、趙進東教授合作,通過分子動力學模擬的手段,揭示了脂類在光合作用系統I四聚體組裝過程中的重要作用。

  光合作用是自然界中將太陽能轉化為化學能的主要途徑。綠色植物和藻類的類囊體膜上存在兩種大型蛋白復合物(光合作用系統I(PSI)和光合作用系統II(PSII))以實現光誘導電子傳遞、ATP生物合成等光合作用步驟。不同種屬的PSI和PSII高度保守,在類囊體膜上以不同的寡聚狀態行使生物學功能,以往的研究主要圍繞PSI的三聚形式展開。

  高寧和趙進東團隊通過冷凍電鏡技術解析出一種異形胞藍藻的PSI,其以四聚的形式穩定存在,根據結構推測,緊密的四聚結構比三聚結構更有利于單體間的能量傳遞。李國輝團隊通過分子模擬研究,其聚合過程為四個單體先結合成兩個二聚體再聚集成四聚體,并得出其聚合驅動力為PSI與類囊體膜上一種糖脂的范德華相互作用。

  上述工作得到國家自然科學基金的資助。相關結果以共同通訊作者的形式發表于《自然-植物》(Nature Plants)上。(文/圖 鐘青廬)

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