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硅藻光合作用特有的光能高效捕获和光保护机制研究取得重要突破

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2019-10-08 12:34:31

在国家重点研发计划“蛋白质机器与生命过程调控”重点专项“光合作用重要蛋白质机器的结构、功能与调控”项目(2017YFA0503700)的资助下,中科院植物研究所沈建仁研究组首次解析了一种羽纹纲硅藻——三角褐指藻(Phaeodactylumtricornutum)FCP的高分辩率(1.8?)晶体结构,描绘了叶绿素c、岩藻黄素及硅甲藻黄素在蛋白复合体中的结合细节及空间排布,揭示了该蛋白复合体高效捕获蓝绿光及其超强光保护功能的结构基础。该研究为实现光合作用光能宽幅、高效捕获和快速传递的理论计算提供了实验依据,为光合作用人工模拟及设计具有宽广的捕光截面和较强的抗光破坏能力的新型作物提供了新思路和新策略。该研究成果近期在Science杂志发表。

1917年2月23日,英国外交大臣贝尔福在伦敦向美国驻英大使佩奇展示了一份情报机关截获的德国外交电报。电报内容显示:德国不仅决定在整个大西洋范围内实施无限制潜艇战,而且正在秘密联络墨西哥当局,企图对美国本土发动偷袭。这份“齐默尔曼电报”将美国政府和民众对中欧强国的愤怒推向了高潮。威尔逊政府正式启动了参战的准备工作,并通过驻华公使芮恩施知会中国外交部:若中国选择与美方步调一致,对德奥宣战并废止此前的一切中德条约,德国对胶州湾的租借将从法理上归于无效,日本对山东的占领也将成为非法行为。如此一来,在战后的和平会议上,中国将有充分的道义和法理基础去收回山东主权。

目前,案件还在进一步办理中。

硅藻是海洋中最“成功”的浮游光合生物之一,它们通过光合作用贡献了地球上每年约20%的有机物生产力,相当于固定了近五分之一的二氧化碳,高于全球所有热带雨林的贡献,这与硅藻特有的捕光天线蛋白“岩藻黄素-叶绿素a/c蛋白复合体”(Fucoxanthinchlorophylla/cprotein,FCP)的功能密切相关。硅藻的FCP复合体属于捕光天线蛋白复合体(Lightharvestingcomplex,LHC)超级家族,但其氨基酸序列与高等植物和绿藻的叶绿素a/b捕光天线蛋白的同源性很低,而且最为突出的是FCP结合大量岩藻黄素和叶绿素c,能够捕获蓝绿光以适应水下弱光环境。同时,由FCP结合的岩藻黄素和硅甲藻黄素参与建立的硅藻超级光保护机制,可以帮助硅藻适应海水表面的强光环境。然而,硅藻FCP复合体的结构长期没有得到解析,限制了硅藻光合作用机理的研究。

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