浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院、良渚實驗室與中國科學(xué)院植物研究所科研團隊合作，解析了綠硫細菌古老光合反應(yīng)中心的原子空間結(jié)構(gòu)，揭示了獨特的色素分子空間排布及能量傳遞機制，有助于理解光合反應(yīng)中心的起源和進化，為設(shè)計光敏器件、提升植物光能利用率提供借鑒。相關(guān)研究于2020年11月20日刊登在《科學(xué)》雜志。 Mk!bmFZOZ  
/G= ?E]^  
IRT0   
光合細菌是一種35億年前就在地球上出現(xiàn)的古老的原核生物體，在經(jīng)歷漫長的生物進化和多次對生物界具有毀滅性的氣候大災(zāi)變后，這些古老的生物依然頑強地活著。綠硫細菌是光合細菌大家庭中的一員，這類細菌具備獨特的光合作用系統(tǒng)，能夠在光線極弱的環(huán)境中進行光合作用。 *b\&R%6dR  
z^\-x9vL  
科研團隊優(yōu)化了樣品制備的各環(huán)節(jié)，獲得了穩(wěn)定且足夠的蛋白復(fù)合體樣品，通過冷凍電鏡技術(shù)，收集了近萬張樣品顆粒的電子顯微鏡成像圖片，最終成功解析了綠硫細菌反應(yīng)中心的三維原子結(jié)構(gòu)。 y=SVS3D  
g,s^qW0vds  
綠硫細菌反應(yīng)中心的葉綠素分子分為兩層，兩層葉綠素之間有一條明顯的“間隙”。據(jù)浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院、良渚實驗室教授張興介紹，在目前已經(jīng)解析的其他光合作用反應(yīng)中心結(jié)構(gòu)中，類似的“間隙”中間都有一種作為橋梁的葉綠素分子來促進能量由上層的葉綠素分子傳到下層葉綠素分子，但在綠硫細菌反應(yīng)中心內(nèi)部沒有這個橋梁分子。 `{9bf)vP6  
<,,X\>B  
“光合作用的反應(yīng)過程十分復(fù)雜，反應(yīng)中心的空間結(jié)構(gòu)也極其復(fù)雜。在地球幾十億年的歷史中，光合反應(yīng)中心起源只產(chǎn)生過一次，地球上現(xiàn)有的所有光合反應(yīng)中心都是從同一個祖先蛋白通過發(fā)散方式進化而來�！睆埮d說，課題組下一步研究將努力獲取更多的數(shù)據(jù)，來揭示該古老反應(yīng)中心進行能量傳遞的分子機理。未來有望通過人工模擬光合作用機制、仿生設(shè)計光敏器件，改造植物光合反應(yīng)系統(tǒng)、提高太陽能利用率，提高農(nóng)作物產(chǎn)量。