2020-07-04 22:20 来源：海招网
谢菲尔德大学领导的这项研究今天发表在《自然》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。
利用高分辨率的结构模型，研究小组发现，蛋白质复合体提供了两种光动力叶绿素蛋白(光系统I和II)之间的电连接，这两种蛋白是在植物细胞叶绿体中发现的，它们将阳光转化为化学能。
“我们的研究为细胞色素b6f如何利用通过它的电流来为‘质子电池’供电提供了重要的新见解。”这些储存的能量可以用来制造ATP，即活细胞的能量货币。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·马隆说:“最终，这个反应提供了植物所需的能量，将二氧化碳转化为维持全球食物链的碳水化合物和生物质。”
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·约翰逊博士解释说:“细胞色素b6f是光合作用的心脏，它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，我们可以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。”
约翰逊博士强调，为了生产足够的粮食来满足这么多人的需求，食品行业必须寻求包括基因工程在内的方法来提高粮食生产的效率。“人口增长所需的粮食产量急剧增加意味着我们不能坐等进化为我们提供更有效的光合作用。这就是为什么像基因工程这样的方法对改善农作物如此重要。”
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。
源
菠菜细胞色素b6f复合物的超微结构
自然
DOI: 10.1038 / s41586 - 019 - 1746 - 6
作者:Lorna A. Malone, Pu Qian, Guy E. Mayneord, Andrew Hitchcock, David A. Farmer, Rebecca F. Thompson, David J. K. Swainsbury, Neil A. Ranson, C. Neil Hunter, Matthew P. Johnson
其他资料由谢菲尔德大学提供
