冈山大学

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在海洋环境维持中起重要作用的藻类来源光化学系II-解析天线超复合体的构造

May 08, 2025

◆发表要点

  • 从在海洋环境维持中发挥重要作用的藻类到光化学系II(PSII)-黄嘌呤叶绿素c分离结合蛋白(FCP II)。
  • 冈山大学异领域基础科学研究所国际构造生物学研究中心的低温电子显微镜Titan Krios G4来修改标记元素的显示属性PSII-FCPII以2.2埃的分辨率解释。
  • 由于高分辨率,在硅藻和红藻中发现了Psb36的子单元排列。
  • 迄今为止报道的光化学系II-与天线超复合体不同PSII二聚体的外侧各6个FCPII结合了。
  • 6个的FCPII其中一个可能是能量传递和剩余能量耗散的枢纽。

 藻类是生产30~50%海洋生物质的单细胞藻类,是承担地球上碳固定的10%,海洋碳酸钙(CaCO3)生成的50%的重要藻类。但是,由于藻类的能源转换系统的详细的机制,还没有被充分阐明。
这次,冈山大学学术研究院先进研究领域(异领域基础科学研究所)的Romain La Rocca 助教(特任)、加藤公儿副教授(特任)、蔡弼丞助教(特任)、中岛芳树助教、秋田总理副教授、沈建仁教授组成的小组,使用冈山大学异领域基础科学研究所国际构造生物学研究中心的低温电子显微镜,是藻类的代表性物种Chyrostila roscoffensis由来的光化学系II(PSII)-黄嘌呤叶绿素c我们以2.2埃的高分辨率阐明了结合蛋白(FCP II)超复合物的结构。这个构造,到现在为止被报告了的绿藻和硅藻的PSII-LHCII (FCPII)中描述的场景,使用以下步骤创建明细表,以便在概念设计中分析体量的体积PSII二聚体两侧各6个,共计12个FCPII进行动态观察时的轴心点。高分辨率的分析的结果,在硅藻和红藻中被发现,不过,是排列未鉴定的子单元Psb36中描述的场景,使用以下步骤创建明细表,以便在概念设计中分析体量的体积。我们还确定了主要的激发能量转移路径。这些成果不仅阐明了藻类中能量传递的机制,也揭示了它们在进化过程中PSII-FCPII的变化也提供了重要的见解。该成果于2025年5月5日刊登在英国学术杂志《Nature Communications》的在线版上。

◆论文信息

我是从2023年夏天开始在冈山大学研究的法国出身的构造生物学研究者。低温电子显微镜X用线晶体结构解析,生物物理学的方法阐明蛋白质的机制。
(I use cryo-EM, crystallography and biophysics to obtain insights into protein mechanisms. French structural biology researcher.)

La Rocca助教(特任)

■論文情報
论 文 名:Structure of a photosystem II-FCPII supercomplex from a haptophyte reveals a new antenna organization
刊登杂志:Nature communications
著  者:Romain La Rocca, Koji Kato, Pi-Cheng Tsai, Yoshiki Nakajima, Fusamichi Akita, and Jian-Ren Shen
D O I:10.1038/s41467-025-59512-9
U R L:https://www.nature.com/articles/s41467-025-59512-9

■研究资金
 本研究是在日本学术振兴会特别推进研究(JP22H04916)的支持下实施的。另外,本论文还介绍了“冈山大学冲击力很高的国际学术杂志APC支援事业。

<详细研究内容>
在海洋环境维持中起重要作用的藻类来源光化学系II-解析天线超复合体的构造


<咨询>
冈山大学学术研究院先进研究领域(异领域基础科学研究所)
教授 沈 建仁
(电话)086-251-8502
(FAX)086-251-8502

冈山大学学术研究院先进研究领域(异领域基础科学研究所)
副教授 秋田 总理
(电话) 086-251-8630

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