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研究发现植物光合作用中高效捕光的超分子机器结构

8月25日,《科学》杂志发表了中国科学院生物物理研究所常文瑞/李梅研究组、章新政研究组与柳振峰研究组的最新合作研究成果。该项工作报道了豌豆光系统II-捕光复合物II超级复合物的高分辨率电镜结构,揭示了植物在弱光条件下进行高效捕光的超分子基础。 光合作用是地球上最为重要的化学反应之一。植物、藻类和蓝细菌进行的放氧型光合作用不仅为生物圈中的生命活动提供赖以生存的物质和能量,同时还维持着地球上的大气环境和碳氧平衡。对光合作用机理的研究不仅具有重要的理论意义,而且将为基于光合作用原理的应用研究提供具有启示性的方案。在高等植物中,光合作用的原初反应始于一个被称为光系统II的超分子机器,它能够捕获光能并将其用于驱动能量转换和在常温常压下裂解水分子。高等植物的光系统II是一个复杂的膜蛋白-色素超分子复合物,通常以二体形式存在,其每个单体包含了约30个蛋白亚基以及数百个色素分子和其它辅因子。为适应不同的外界光照条件,高等植物光系统II与外......阅读全文

这个团队在光合作用捕光复合物研究中取得进展!

  经过我们公众号iPlants的查阅,发现以中国科学院生物物理所常文瑞院士为学术带头人,柳振峰研究组、章新政研究组与常文瑞/李梅研究组合作的团队已经在光合作用的捕光复合物研究中取得一系列重大的进展,实属了不起!其中包括以下成果:  1.2004年3月18日,Nature以封面彩图的形式发表来自中国

光合作用光能捕获与能量传递的结构基础研究

光合作用作为地球上生物利用太阳能的重要反应,一直是科学研究关注的重点,是植物抗逆性研究、作物高产研究的热点。光合作用根据其反应阶段可以分为基于光能吸收传递转化的光反应和基于CO2同化等酶促过程的暗反应。光反应作为植物利用太阳能的原初反应,光能的吸收传递和转化主要发生在植物叶片或者藻类的类囊体膜上,由

生物物理所解析菠菜次要捕光复合物CP29三维晶体结构

  2月6日,国际著名期刊Nature Structural & Molecular Biology在线发表了中国科学院生物物理研究所常文瑞院士课题组关于高等植物光合膜蛋白——菠菜次要捕光复合物CP29的2.8 Å分辨率晶体结构(Structural insights int

中国学者最新Nature文章

  近日,中国科学院生物物理研究所柳振峰研究组、章新政研究组与常文瑞/李梅研究组通力合作,联合攻关,通过单颗粒冷冻电镜技术,在3.2埃分辨率下解析了高等植物(菠菜)光系统II-捕光复合物II超级膜蛋白复合体(PSII-LHCII supercomplex)的三维结构。该项研究工作于5月18日在《自然

生物物理所在光合作用超级复合物结构研究中获重要进展

  近日,中国科学院生物物理研究所柳振峰研究组、章新政研究组与常文瑞/李梅研究组通力合作,联合攻关,通过单颗粒冷冻电镜技术,在3.2埃分辨率下解析了高等植物(菠菜)光系统II-捕光复合物II超级膜蛋白复合体(PSII-LHCII supercomplex)的三维结构。该项研究工作于5月18日在《自然

生物物理所 绿藻光系统I高效捕获及传递光能的分子机制

  3月8日,Nature Plants 杂志在线发表了中国科学院生物物理研究所常文瑞/李梅研究组与章新政研究组的合作研究成果,题为Antenna arrangement and energy transfer pathways of a green algal photosystem I-LHCI

Nature子刊:绿藻光系统I高效捕获及传递光能的分子机制

   放氧光合作用利用太阳能产生氧气及碳水化合物,为地球上几乎全部生物提供生存的基础。放氧光合生物(包括植物、真核藻类和蓝藻)有两个光系统,分别是光系统I(PSI)和光系统II(PSII)。  植物和藻类中的光系统I是由核心复合物和外周的捕光蛋白复合物(LHCI)组成的多亚基膜蛋白-色素复合物,其通

研究揭示植物的光适应与捕光调节机制

  6月8日,《科学》(Science)期刊发表了中国科学院生物物理研究所常文瑞/李梅研究组、章新政研究组的合作研究成果,题为Structure of the maize photosystem I supercomplex with light-harvesting complexes I and

我国揭示植物适应多变光照条件光系统的捕光调节机制

  近日,Science期刊发表了题为“Structure of the maize photosystem I supercomplex with light-harvesting complexes I and II”。该项工作首次报道了玉米光系统I-捕光复合物I-捕光复合物II(PSI-LHC

高分辨率冷冻电镜首次解析超级复合物结构

  在国家重点研发计划“蛋白质机器与生命过程调控”重点专项的支持下,“光合作用重要蛋白质机器的结构、功能与调控”和“蛋白质机器的高分辨率冷冻电镜前沿技术及应用”项目联合攻关,取得突破进展,发现了植物的光适应与捕光调节新机制。图片源自网络   光合作用为世界上几乎所有的生命体提供赖以生存的物质和能量,

中国科学家破解光合作用最重要“超分子机器”

  植物光合作用的最初光能吸收和转换的过程由三个复合体协同完成,科学家称之为“超分子机器”。其中,“光系统II”位于最上游,极其重要,其结构解析的难度非常大。  5月20日,中国科学院生物物理研究所在北京召开新闻发布会宣布,该所柳振峰研究组、章新政研究组与常文瑞-李梅研究组通力合作,首次解析了菠菜光

冷冻电镜分辨率突破2Å,颜宁等科学家连发新成果!

  5月26日,发表在Cell上的一项研究中,美国国家癌症研究所(NCI)的Sriram Subramaniam博士领导的研究小组使用冷冻电镜(cryo-EM)突破了可视化蛋白质的技术壁垒。他们不仅用单颗粒冷冻电镜获得了小于100 kDa的蛋白复合体结构,还让这一技术的分辨率突破了2 Å。  研究人

美解密植物光合作用中的量子纠缠

  据美国物理学家组织网5月10日报道,美国科学家首次记录并量化了光合作用中的量子纠缠。研究表明,在绿色植物中的光合作用中,量子纠缠是量子力学效应的一种自然属性,量子纠缠能够在一个生物系统中存在并且持续一段时间。相关论文发表在最新一期的《自然·物理学》杂志上。   绿色植

年终盘点:2016年国内不容错过的重磅生物研究

  时间总是过得很快,2016年马上就要过去了,迎接我们的将是崭新的2017年,2016年,我国有很多优秀科研机构的科学家们都做出了意义重大、影响深远的研究成果,发表在国际顶级期刊上。本文中小编盘点了2016年我国科学家发表的一些重磅级研究,以饕读者。   --结构生物学 --  1.清华大学 施一

植物所等 绿藻光系统I超级复合物结构解析方面取得进展

  光合生物的光系统I(PSI)是一个极高效率的光能吸收和转化系统,几乎每一个吸收的光子都能产生一个电子,其量子转化效率超过90%。因此PSI高效吸能、传能和转能的结构基础受到科学家的广泛关注。目前,原核生物蓝藻、真核生物红藻和高等植物PSI超级复合物结构都已被解析,然而绿藻PSI的高分辨率结构长期

假根羽藻重要光合膜蛋白超级复合物结构获解析

   日前,中国科学院院士、中科院植物研究所研究员匡廷云、研究员沈建仁带领的团队同济南大学、清华大学的科研人员合作,揭示了假根羽藻一个重要的光合膜蛋白超级复合物——光系统I捕光复合物I(PSI-LHCI)的3.49Å分辨率结构。该研究进一步完善了对光合生物进化过程中光系统结构变化趋势的理解,为人工模

如何实现高效捕光?我国学者在Nature发表最新结果

  国际学术期刊《自然-植物》(Nature Plants)在线发表了题为Structural insight into light harvesting for photosystem II in green algae 的论文,该项工作由中国科学院生物物理研究所柳振峰课题组和日本国立基础生物学研

绿藻竟然利用这种超分子实现光捕获

  11月25日,国际学术期刊《自然-植物》(Nature Plants)在线发表了题为Structural insight into light harvesting for photosystem II in green algae 的论文,该项工作由中国科学院生物物理研究所柳振峰课题组和日本国

破解光合作用神秘机制:中国跨出重要一步

   PsbS整体结构。a. PsbS单体结构飘带示意图;b. PsbS二体结构示意图;c. PsbS二体界面处结合的叶绿素a;d. PsbS二体结合的qE抑制剂DCCD。生物物理所供图  植物的光合作用,是地球上最为有效的固定太阳光能的过程,人类所大量消耗的石油、天然气等,其实

Nature:首次在室温获得工作状态光系统II的高分辨率结构

  美国能源部Lawrence Berkeley国家实验室领导的研究团队,使用X射线无电子激光器(XFEL)获得了光系统II在工作状态的首个高分辨率3D图像,空间分辨率达到2.25 Å。这一重要研究成果发表在十一月二十一日的Nature杂志上。  数十年来,人们一直想知道植物如何将水分解成氧气、质子

2016年中国、世界十大科技进展新闻揭晓

   由中国科学院、中国工程院主办,中国科学院学部工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社承办,中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2016年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻,2016年12月31日在京揭晓。  入选新闻囊括了一年来最重要的科学发现和技术突破。  入选的2016年中国十大

光合作用水解放氧的结构基础

光合作用过程中,光系统II核心复合体接受来自外围捕光复合体II(LHCII),次要捕光复合物叶绿素结合蛋白(CP29、CP26和CP24))的激发能,以诱导称为P680的特殊叶绿素发生电荷分离,实现光能到电能的转化。这一复杂的光物理过程是由PSII的许多蛋白质亚基和各种辅助因子,包括叶绿素、类胡萝卜

光合作用水解放氧的结构基础

光合作用过程中,光系统II核心复合体接受来自外围捕光复合体II(LHCII),次要捕光复合物叶绿素结合蛋白(CP29、CP26和CP24))的激发能,以诱导称为P680的特殊叶绿素发生电荷分离,实现光能到电能的转化。这一复杂的光物理过程是由PSII的许多蛋白质亚基和各种辅助因子,包括叶绿素、类胡萝卜

中科院植物研究所林荣呈课题组Molecular Plant揭示调控通路

  植物通过光合作用利用光能将二氧化碳和水转化为有机物并释放出氧气。叶绿体含有叶绿素,是植物进行光合作用的重要场所。叶绿素生物合成对于叶绿体发育和植物光合作用非常关键。虽然人们已经比较了解这个通路中的反应,但对这个通路的调控还知之甚少。  中科院植物研究所的研究团队最近在Molecular Plan

中科院院士最新成果登Science封面

  本期Science杂志以封面文章的形式,推出了中国科学院和日本冈山大学的最新研究成果。研究人员获得了一个重要蛋白超复合体的高分辨率晶体结构,可以帮助人们进一步理解这种极为有效的太阳能转换器。  植物通过大型蛋白复合体、叶绿素和其他辅因子将光能转化为化学能量。捕光复合物LHC I包围着光系统I(P

Nature:著名科学家发表重要研究成果

  5-羟色胺是大脑中一种至关重要的神经递质,广泛影响着人类的生理机能和行为活动,包括睡眠、情绪、认知、疼痛、饥饿和攻击性。5-羟色胺转运蛋白负责在神经传导之后将5-羟色胺回收再利用,被认为是大脑最重要的转运蛋白。俄勒冈健康与科学大学的研究人员四月六日在Nature杂志上发表文章,揭示了5-羟色胺转

中科院院士发表Science封面文章

  本期Science杂志以封面文章的形式,推出了中国科学院和日本冈山大学的最新研究成果。研究人员获得了一个重要蛋白超复合体的高分辨率晶体结构,可以帮助人们进一步理解这种极为有效的太阳能转换器。  植物通过大型蛋白复合体、叶绿素和其他辅因子将光能转化为化学能量。捕光复合物LHC I包围着光系统I(P

国家重点实验室建设是推动科技创新的重要方式

30年前的3月18日,全国科技大会隆重召开,时任中国科学院院长的郭沫若同志用诗一般的语言宣布:“我们民族历史上最灿烂的科学的春天到来了。”今天,能够有机会参加“纪念全国科学大会30周年座谈会”,我感到无比激动。作为1万多名国家重点实验室科技工作者的代表,我想就国家重点实验室建设和基础研究发展谈一些体

第十二届全国分析化学年会分会:分析仪器与装置前沿

  2015年5月8日-11日,第十二届全国分析化学年会在美丽的武汉洪山大礼堂举办,本次会议由中国化学会和国家自然科学基金委主办、华中师范大学承办,会议每三年一次,旨在交流与探讨分析化学学科的新成就、新进展和新技术。本次会议吸引到分析化学领域的院士、专家、学者2000余人。  5

光合作用:撑起绿色能源一片天

氧化碳排放、油价飙升、能源危机已成为当前热门的话题。 实际上,地球上的能量巨大。太阳每秒钟到达地面的能量达80万千瓦,如果将太阳光照射地球表面1个小时产生的所有能量聚积起来,就足以满足人类整整一年的能源需求。 而光合作用是地球上最为有效的固定太阳光能的过程,如果人类可以像植物一样利用光合作用,直