在光合作用這個生命科學(xué)界備受關(guān)注的研究領(lǐng)域，我國科學(xué)家邁出了重要一步。近日，中科院生物物理所柳振峰研究組、章新政研究組與常文瑞、李梅研究組通力合作，“看清”了光合作用超級復(fù)合物結(jié)構(gòu)，即通過單顆粒冷凍電鏡技術(shù)，在3.2埃分辨率下解析了高等植物(菠菜)光系統(tǒng)II-捕光復(fù)合物II超級膜蛋白復(fù)合體的三維結(jié)構(gòu)。

　　該項研究工作于北京時間5月19日在《自然》(Nature)期刊作為長篇主題論文在線發(fā)表。

　　光合作用的過程非常復(fù)雜，涉及成百上千個不同的化學(xué)反應(yīng)，雖然對光合作用的研究已經(jīng)有超過200年的歷史，但到現(xiàn)在為止，光合作用中很多關(guān)鍵的反應(yīng)步驟還沒有弄清楚，因而對光合作用的研究也一直得到各國政府及科學(xué)家的廣泛關(guān)注。

　　植物光系統(tǒng)II的高分辨率三維結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是光合作用研究領(lǐng)域最后一個也是最受關(guān)注的超級復(fù)合物結(jié)構(gòu)。此次中國科學(xué)家所破解的正是這一科學(xué)問題。

　　最近，中國科學(xué)院生物物理研究所的科學(xué)家經(jīng)過不懈努力，在國際上首次解析了菠菜光系統(tǒng)II-捕光天線超級復(fù)合物的高分辨率冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，揭示了捕光天線與光系統(tǒng)II核心復(fù)合物之間的相互裝配機(jī)制和能量傳遞途徑，在光合作用的結(jié)構(gòu)機(jī)理研究中取得了重大突破。根據(jù)中國科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)，植物光合作用的原初反應(yīng)是從光系統(tǒng)II開始的，光系統(tǒng)II是由25個以上蛋白質(zhì)亞基以及眾多色素和其他輔因子組成的超大膜蛋白-色素復(fù)合物。該復(fù)合物中包含了天線系統(tǒng)、反應(yīng)中心系統(tǒng)以及一個能在常溫常壓下裂解水釋放氧氣的放氧中心。

　　該工作由中國科學(xué)院生物物理研究所三個課題組共同完成，博士研究生魏雪鵬和助理研究員蘇小東為該項工作的共同第一作者。該研究工作得到了科學(xué)院B類先導(dǎo)《生物超大分子復(fù)合體的結(jié)構(gòu)、功能與調(diào)控》專項、科技部973重大科學(xué)問題導(dǎo)向項目《光合作用與“人工葉片”》和自然科學(xué)基金的共同資助。