研究發現植物可以用來啟動光合作用的機制

收獲陽光以產生能量是植物自然會做出的復雜反應,但人們對此知之甚少 。由華盛頓州立大學教授領導的研究小組開發了一種新工具,用于研究脂質與植物中蛋白質的相互作用,以幫助了解光合作用的發生方式 。

研究發現植物可以用來啟動光合作用的機制

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該圖右側顯示了蛋白質,左側是非雙層脂質,從能量生成器變為能量耗散劑 。圖片來源:華盛頓州立大學
在今年早些時候發表在《生物化學雜志》上的這篇論文中,科學家們使用這種新工具找到了脂質,該脂質控制著植物中光合蛋白何時從光收集器轉換為能量消耗器 。
WSU的生物化學研究所教授Helmut Kirchhoff說:“光合作用存在很多潛在的危險 ?!?“如果植物吸收的能量不能被新陳代謝所利用,它可能會毒害植物并殺死細胞 。光收集蛋白質的轉換對于在光線過多的情況下保護系統至關重要 。”
到目前為止,還沒有人確切地知道植物在晴天如何避免這種毒性 。這是一項重要的科學突破 。該報告最近被《科學》雜志選為2020年3月的編輯選擇論文 。
基爾霍夫說:“我真的很驚訝被選中 ?!?“我們很高興并很榮幸能被這樣的頂級雜志選中 ?!盞irchhoff與WSU的Stefanie Tietz,RicardaH?hner和Alice Olson以及加利福尼亞大學伯克利分校的Michelle Leuenberger和Graham R Fleming共同撰寫了這篇論文 。
這個怎么運作
在這篇論文中,研究人員開發了一種研究脂質的方法,脂質是細胞膜中執行多種功能的分子,如何與葉綠體中的蛋白質相互作用,葉綠體是綠色植物細胞中光合作用的一部分 。
他們發現,一種特殊類型的脂質,稱為非雙層脂質,似乎可以控制植物在有足夠的光照并且需要消散一些能量時所產生的光收集蛋白的開關 。
Kirchhoff說:“我們懷疑這種非雙層脂質在控制膜蛋白的結構和功能中起著作用 ?!?“我們知道它必須具有功能,因為它是光合膜中最豐富的脂質 。我們只是不知道確切的作用是什么 ?!?br /> 研究結果的未來用途
在人口不斷變化的氣候變化中,以更少的資源種植更多的糧食至關重要 。Kirchhoff說,這一新發現可能有一天會導致一種針對特定環境優化作物光合作用的方法,因此不必浪費多余的能量 。
他說:“我們仍處于起步階段,但我們對本文中的發現感到興奮 ?!?“并且我們將繼續使用我們的新方法來研究其他脂質 – 蛋白質相互作用,以了解我們還能學到什么 。”
【研究發現植物可以用來啟動光合作用的機制】

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