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【中国科学报】揭秘光合作用的能量工厂_科技频道_东方
发布日期:2020-09-06 07:50   来源:未知   阅读:

这是一个重大突破。

中科院在光合作用研究领域有数十年的积淀,近年来更是在揭示相关复杂超分子体系的精密装配、工作原理以及调控机制方面,取得了一系列重大成果。

“生命科学领域里,光合作用是一个长盛不衰的课题。”生物物理所研究员李梅说。200余年间,国际上与光合作用相关的研究成果已经十余次问鼎诺贝尔奖。

玉米叶片、小白菜、菠菜……在常见的高等植物中,研究人员发现用菠菜叶片制备出的样品具有最好的均一性。然而他们也知道,早些年国际上一个非常著名的科研团队也在用菠菜材料做类似的工作,但是效果一直不够理想。

然而,关于植物光系统Ⅱ的结构生物学研究却一直相对滞后。多年来,国内外许多科研团队都在为解析其高分辨率三维结构而竞跑,但要么铩羽而归,要么迟迟难以突破。

近日,中科院凝练总结出59项“率先行动”计划第一阶段重大科技成果及标志性进展。“光合作用光系统等超大分子复合体的结构、功能与调控”名列其中。

直到2016年,生物物理所生物大分子国家重点实验室柳振峰课题组、章新政课题组和常文瑞?李梅课题组组成的联合研究团队,在国际上首次解析了菠菜光系统Ⅱ?捕光天线超级复合物的高分辨率冷冻电镜结构,揭示了捕光天线与光系统Ⅱ核心复合物之间的相互装配机制和能量传递途径。

向更高的分辨率进军

光合作用为地球上几乎所有生命提供了赖以生存的物质和能量。“生物体内的光合作用复合体就像一个个小工厂的不同功能单元,既有向外捕获光能的‘天线系统’单元,也有进行能量转化反应的‘反应中心’单元。”中科院生物物理研究所(以下简称生物物理所)研究员柳振峰对《中国科学报》说,“解析它们的结构,就像搞清楚一个生产车间装配线上的设备和物料是怎么排列的。这对理解地球生命能量工厂的运作原理至关重要。”

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