我國科學(xué)家破解藻類水下光合作用的蛋白結(jié)構(gòu)和功能

    光合作用為生物的生存提供了能量和氧氣，為利用不同環(huán)境下的光能，光合生物進(jìn)化出了不同的色素分子和色素結(jié)合蛋白。硅藻是一種豐富和重要的水生光合真核生物，占地球總原初生產(chǎn)力的20%。硅藻含有巖藻黃素/葉綠素結(jié)合膜蛋白（FCPs），該色素蛋白使硅藻具有獨(dú)特的光捕獲和光保護(hù)及快速適應(yīng)光強(qiáng)度變化的能力。

    中國科學(xué)院植物研究所沈建仁研究員和匡廷云院士團(tuán)隊(duì)解析了海洋硅藻——三角褐指藻FCP的高分辨率晶體結(jié)構(gòu)，揭示了蛋白支架內(nèi)的7個(gè)葉綠素a、2個(gè)葉綠素c、7個(gè)巖藻黃素以及可能的1個(gè)硅甲藻黃素的詳細(xì)結(jié)合位點(diǎn)，從而揭示了葉綠素a和c之間的高效能量傳遞途徑。研究率先破解了硅藻、綠藻光合膜蛋白超分子結(jié)構(gòu)和功能之謎，不僅對(duì)揭示自然界光合作用的光能高效轉(zhuǎn)化機(jī)理具有重要意義，也為人工模擬光合作用、指導(dǎo)設(shè)計(jì)新型作物、打造智能化植物工廠提供了新思路和新策略。研究團(tuán)隊(duì)完成的成果“破解藻類水下光合作用的蛋白結(jié)構(gòu)和功能”入選2019年中國科學(xué)十大進(jìn)展。