中科院大連化物所等揭示脂類在光合作用系統(tǒng)Ⅰ四聚體組裝過程中的重要作用

2019年10月，中國科學院大連化學物理研究所分子模擬與設(shè)計研究組研究員李國輝與北京大學教授高寧、趙進東合作，通過分子動力學模擬的手段，揭示了脂類在光合作用系統(tǒng)I四聚體組裝過程中的重要作用。

光合作用是自然界中將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能的主要途徑。綠色植物和藻類的類囊體膜上存在兩種大型蛋白復合物（光合作用系統(tǒng)I（PSI）和光合作用系統(tǒng)II（PSII））以實現(xiàn)光誘導電子傳遞、ATP生物合成等光合作用步驟。不同種屬的PSI和PSII高度保守，在類囊體膜上以不同的寡聚狀態(tài)行使生物學功能，以往的研究主要圍繞PSI的三聚形式展開。本研究通過冷凍電鏡技術(shù)解析出一種異形胞藍藻的PSI，其以四聚的形式穩(wěn)定存在。根據(jù)結(jié)構(gòu)推測，緊密的四聚結(jié)構(gòu)比三聚結(jié)構(gòu)更有利于單體間的能量傳遞。通過分子模擬研究，其聚合過程為4個單體先結(jié)合成2個二聚體再聚集成四聚體，并得出其聚合驅(qū)動力為PSI與類囊體膜上一種糖脂的范德華相互作用。