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我所揭示脂类在光合作用系统I四聚体组装过程中的重要作用

  近日,我所分子模拟与设计研究组(1106组)李国辉研究员与北京大学高宁教授、赵进东教授合作,通过分子动力学模拟的手段,揭示了脂类在光合作用系统I四聚体组装过程中的重要作用。

  光合作用是自然界中将太阳能转化为化学能的主要途径。绿色植物和藻类的类囊体膜上存在两种大型蛋白复合物(光合作用系统I(PSI)和光合作用系统II(PSII))以实现光诱导电子传递、ATP生物合成等光合作用步骤。不同种属的PSI和PSII高度保守,在类囊体膜上以不同的寡聚状态行使生物学功能,以往的研究主要围绕PSI的三聚形式展开。

  高宁和赵进东团队通过冷冻电镜技术解析出一种异形胞蓝藻的PSI,其以四聚的形式稳定存在,根据结构推测,紧密的四聚结构比三聚结构更有利于单体间的能量传递。李国辉团队通过分子模拟研究,其聚合过程为四个单体先结合成两个二聚体再聚集成四聚体,并得出其聚合驱动力为PSI与类囊体膜上一种糖脂的范德华相互作用。

  上述工作得到国家自然科学基金的资助。相关结果以共同通讯作者的形式发表于《自然-植物》(Nature Plants)上。(文/图 钟青庐)

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