科学家解密光合作用“椅子魔术”关键一环
日前，西湖大学人工光合作用与太阳能燃料中心孙立成实验室在探索这一未解之谜的过程中取得阶段性进展。他们利用超级计算机和量子力学理论，揭示了天然光合作用中O-O键产生前的化学催化过程。研究成果以《O-O键形成之前自然界水氧化催化剂的可逆异构化》为题发表在《美国化学会志》上。 目前已经探明，光合作用经过光反应和暗反应两个阶段。简单来说，光反应阶段产生氧气，并释放出电子和质子，为接下来的暗反应准备好ATP、NADPH这样的能量载体或辅酶。而接下来暗反应阶段，主角就是著名的卡尔文循环——如同一个世界上最小的能量转换工厂，把空气中的二氧化碳固定成有机物，再聚合成粮食。 孙立成团队的研究涉及光反应阶段水分解的核心催化剂：锰簇。它由锰钙氧Mn4CaOx（x代表了氧原子的数量变化）构成，形状看上去像一把扭曲的椅子，但正是这种扭曲的结构，可能预示着它的不稳定性，容易和水发生作用。 神奇的是，锰簇催化剂需要经历大致5个状态（即S0、S1、S......阅读全文
植物所发表光系统II结构及光合作用水氧化机理研究综述
在地球上生命进化的一大突破是具有放氧光合作用生物的产生，它能利用太阳能裂解水，放出氧气，将太阳能转变为生物可利用的化学能。光驱动的水裂解反应是放氧光合生物利用太阳能进行光合作用链式反应的第一步，发生于高等植物、藻类和放氧蓝藻等光合生物类囊体膜上的光系统II中。迄今为止，自然界只有光系统II可以在
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，
研究揭示光合作用核心蛋白复合物的修复机制
中国科学院生物物理研究所柳振峰团队揭示了绿藻光系统II（PSII）修复过程中多个中间态复合物的结构特征及其重新装配的原理，阐明了蛋白因子TEF30在PSII修复循环中后期发挥功能的分子机制。相关论文发表于《自然-植物》。PSII是光合生物中关键的膜蛋白复合物，负责水的裂解并启动光合电子传递，但其核心
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
让光合作用藻类为蝌蚪大脑供氧
青蛙在水里和陆地上过着“双城”生活，它们一生中会使用很多呼吸技巧——借助鳃、肺和皮肤。 现在，德国科学家已经开发出另一种方法，通过将藻类引入蝌蚪的血液为其提供氧气，从而帮助蝌蚪“呼吸”。10月13日，发表在《交叉科学》上的这种方法，能提供足够氧气有效地拯救缺氧蝌蚪大脑中的神经元。 论文通讯作
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
研究揭示绿藻光系统II修复循环早期阶段新机制
中国科学院生物物理研究所柳振峰研究组联合西湖大学李小波研究组、中国科学院植物研究所田利金研究组，发现绿藻光系统II修复循环早期阶段发挥关键作用的分子。相关论文6月18日发表于《自然-通讯》。植物、藻类和蓝细菌通过光合作用过程将光能转化为化学能，源源不断地为地球上的各种生命体提供能源和呼吸所需的氧气。
研究揭示绿藻光系统II修复循环早期阶段新机制
中国科学院生物物理研究所柳振峰研究组联合西湖大学李小波研究组、中国科学院植物研究所田利金研究组，发现绿藻光系统II修复循环早期阶段发挥关键作用的分子。相关论文6月18日发表于《自然-通讯》。植物、藻类和蓝细菌通过光合作用过程将光能转化为化学能，源源不断地为地球上的各种生命体提供能源和呼吸所需的氧气。
研究提出太古代产氧途径和产氧光合作用起源新理论
产氧光合作用的进化导致了地球第一次大氧化事件（The Great Oxidation Event，24.5-23.3亿年前），驱动表层地球系统发生革命性变化，这一关键的代谢创新是地球和生命演化历史上重要的里程碑事件，然而，产氧光合作用如何起源、何时起源仍是未解之谜。 产氧光合作用的核心过程是在
科学家提出矿物产氧新途径和产氧光合作用进化理论
矿物-水界面产生的活性氧（H2O2和O2）对蓝细菌祖先造成的进化压力。何宏平团队 供图 近日，中国科学院广州地球化学研究所研究员何宏平、朱建喜与香港大学教授李一良、加拿大阿尔伯塔大学教授Kurt O. Konhauser合作，从矿物表/界面反应的视角，结合生物可利用性和持续供应考虑，提出一种太古代
人造光合作用新进展：阳光转化成零排放燃料
据国外媒体报道，一种用二氧化钛制成的新薄膜镀层，能更加有效地把阳光转化成零排放燃料，相关论文发表在最新一期的《科学》杂志上。美国加州理工学院专门研究太阳能燃料的化学教授、这篇论文的作者内森-刘易斯表示，这一发现促使人造光合作用的梦想距离变成现实更近一步。 太阳能电池板能把阳光转变成可用的电能，
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
大连化物所解析出光系统II复合物的动态光损伤分子机制
近日，中国科学院大连化学物理研究所生物分子结构表征新方法创新特区研究组研究员王方军团队在超大分子量膜蛋白质复合物组成和结构动态分析方面取得进展，通过整合化学交联质谱法和整体蛋白质组学分析，解析出光系统II复合物的动态光损伤分子机制。 光系统II（PSII）是光合作用过程中光依赖性反应中的第一膜
英效仿光合作用从水中分离氢和氧
据物理学家组织网近日报道，英国格拉斯哥大学的研究人员模仿植物光合作用，采用电子耦合的质子缓冲(ECPB)方法成功从水中分离出氢气和氧气。该研究成果刊登在4月14日《自然》杂志上。 氢气是一种重要的能量来源，能在燃烧时产生电力，且不像化石燃料会对环境造成不好的影响。通过将水分解，是获得氢气的
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
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
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
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
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
电化学红外光谱助力此类反应机制开辟新途径
2021年10月4日，Journal of Physical Chemistry letters 在线报道了中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心软物质物理实验室翁羽翔研究组（SM6组）题为“电化学红外光谱揭示光合放氧中心锰簇拟合物在多重氧化还原状态中的结构重排（Structural
光合作用的基础试验操作系列五：氧电极法测定光合速率
氧电极法测定光合速率原理叶片在含有CO-2或HCO-3的溶液中，光下能发生放氧反应，溶液中含氧量的变化可用氧电极测定。用极谱氧电极测定叶片光合放氧，取叶样少，反应快速，所用仪器也不复杂，操作手续简单，测定条件易于保持恒定，并可在记录仪上观察变化过程。由于测定的叶片是在水溶液中，有充足的水分供应，气
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
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
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
研究揭示无氧发酵影响光合作用和呼吸作用新机制
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/7/504819.shtm在模式生物莱茵衣藻中，光合作用和有氧呼吸分别发生在叶绿体和线粒体中，无氧发酵则可以独立发生在细胞质、线粒体和叶绿体中。这三种基本的能量代谢过程如何和谐有序的发生在同一个细胞内是一个值得
Clark氧电极简介
Clark氧电极是为测定水中溶解氧含量而设计的一种极谱电极，早在二十世纪三十年代就有人用裸露的银-铂电极研究藻类的光合作用。自从五十年代薄膜氧电极问世以来，又大大扩展了它的应用范围。由于它具有灵敏度高、反应快、可以连续测量、记录，能够追踪反应的动态变化过程等优点，因而在叶绿体及线粒体悬浮液的光合
蓝藻光合作用环式电子传递的结构基础研究获进展
1月30日，《自然-通讯》（Nature Communications）期刊以Article形式发表了中国科学院生物物理研究所常文瑞/李梅研究组、章新政研究组及中科院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所米华玲研究组的合作研究成果，题为Structural basis for electr
线粒体呼吸测定仪概述
线粒体呼吸测定仪即为传统意义上的液相氧电极，氧电极是为测定水中微量溶解氧含量而设计的一种极谱电极，除了测定线粒体呼吸还具有更为广泛的用途。早在二十世纪三十年代就有人用裸露的银-铂电极研究藻类的光合作用。自从五十年代薄膜氧电极问世以来，又大大扩展了它的应用范围。由于它具有灵敏度高、反应快、可以连续
蓝藻多亚基膜蛋白复合物NDH1L三维结构什么样？TEM告诉你
2020年1月30日，Nature Communications期刊以Article形式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、章新政研究组及中国科学院分子植物科学卓越创新中心米华玲研究组的合作研究成果，题为“Structural basis for electron transp