专家开启了光合作用的钥匙，这一发现可以帮助我们满足粮食安全需求

Date:  November 13, 2019

Source:  University of Sheffield

摘要:科学家已经解决了光合作用的一个关键组成部分的结构，这一发现可能会导致光合作用被“重新设计”，以达到更高的产量和满足紧急的粮食安全需求。

阳光下的绿叶，图片来源: © Korn V. / Adobe Stock

科学家们已经解决了光合作用的一个关键组成部分的结构，这一发现可能会导致光合作用被“重新设计”，以达到更高的产量和满足迫切的粮食安全需求。

谢菲尔德大学领导的这项研究今天发表在《Nature》杂志上，揭示了细胞色素b6f的结构——这种蛋白质复合物通过光合作用显著影响植物的生长。

光合作用是地球上生命的基础，为生物圈和人类文明提供食物、氧气和能量。

利用一个高分辨率的结构模型，研究小组发现，蛋白质复合物在植物细胞叶绿体中发现的两种光能叶绿素蛋白(光系统I和Ⅱ)之间提供了电连接，它们将阳光光能转化为化学能。

这项研究的第一作者、谢菲尔德大学分子生物学和生物技术系的博士生洛娜·马龙（Lorna Malone）说：“我们的研究为细胞色素b6f如何利用通过它的电流为‘质子电池’供电提供了重要的新见解。这种储存的能量可以用来制造ATP，即活细胞的能量货币。最终，这种反应提供了植物将二氧化碳转化为维持全球食物链的碳水化合物和其他物质所需的能量。

利用单粒子冷冻电子显微镜确定的高分辨率结构模型揭示了细胞色素b6f作为传感器的额外作用的新细节，该传感器可根据不断变化的环境条件调整光合效率。这种反应机制保护植物在干旱或过度光照等恶劣条件下不受损害。

该研究的负责人之一、谢菲尔德大学生物化学讲师马特·约翰逊博士补充说:“细胞色素b6f是光合作用的心脏，在调节光合效率方面起着至关重要的作用。

“以前的研究表明，通过控制这种复合物的水平，我们可以种植更大更好的植物。有了从我们的结构中获得的新见解，我们有希望合理地重新设计作物的光合作用，以实现更高的产量，我们迫切需要维持到2050年全球90亿到100亿人口的预测人口的需求。”

这项研究是与利兹大学阿斯特伯里结构分子生物学中心合作进行的。

研究人员现在的目标是确定细胞色素b6f是如何被无数的调节蛋白控制的，以及这些调节蛋白如何影响这种复合物的功能。

郑重声明：本网所有文章（包括图片和音视频资料）系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者。不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。所有文章版权归原作者所有,且仅代表作者观点，不代表本站立场。如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，谢谢。