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研究人员发现了自然光合机械的分子结构

生物膜在塑造细胞,感知外部环境,分子运输以及产生生命能量方面起着重要作用。最重要的生物膜之一是在植物,藻类和蓝细菌中产生的类囊体膜,它们进行光合作用的光反应。

利物浦大学的研究人员从模型蓝细菌中以前所未有的细节揭示了类囊体膜的分子结构和组织结构。这项发表在《自然植物》上的研究可以帮助研究人员找到新的和改进的人工光合作用技术来生产能源。

主持这项研究的刘宁宁教授解释说:“蓝细菌可以进行植物样的光合作用。因此,实验室生长的蓝细菌的类囊体膜是研究和调节植物光合作用的理想模型系统。”

研究人员使用最先进的原子力显微镜(AFM)探测类囊体膜内光合蛋白的结构和组织。结果揭示类囊体膜如何调节不同光合蛋白的丰度并形成结构可变的复合物以适应不断变化的环境。

该论文的第一作者赵龙生博士说:“我们观察到不同的蛋白复合物在类囊体膜中有其特定的位置。我们还观察到不同的光合复合物可以彼此靠近,表明这些光合复合物可以形成“超复合物”结构,以促进这些蛋白质复合物之间的电子传输。”

刘璐宁教授补充说:“结构生物学方法的发展极大地增进了我们对单个光合复合物的理解。但是,这些技术在研究膜多蛋白组装及其在天然膜环境中的相互作用方面存在局限性。我们的研究证明了这种方法的强大作用。和AFM在探索复杂的动态膜结构和瞬时蛋白质组装方面的潜力。”

研究人员希望他们正在进行的工作可以帮助找到解决方案,以调节作物的光合作用效率,从而促进植物的生长和生产力。

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