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新華社北京12月9日電（記者張泉）我國(guó)科研人員利用冷凍電鏡技術(shù)首次解析了大麥葉綠體PSI-NDH膜蛋白超大分子復(fù)合物的高分辨率空間結(jié)構(gòu)，該成果對(duì)于理解被子植物在進(jìn)化過(guò)程中適應(yīng)陸生光環(huán)境具有重要意義，并具有廣闊應(yīng)用前景。

該研究由中國(guó)科學(xué)院植物研究所光合膜蛋白結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究組與浙江大學(xué)張興研究組合作開(kāi)展，相關(guān)成果12月9日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》在線(xiàn)發(fā)表。

中科院植物所研究員韓廣業(yè)介紹，光合作用是植物利用太陽(yáng)能把二氧化碳和水合成有機(jī)物并放出氧氣的過(guò)程，是幾乎一切生命生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，葉綠體是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的重要場(chǎng)所，解析PSI-NDH膜蛋白超大分子復(fù)合物空間結(jié)構(gòu)，對(duì)于理解光反應(yīng)過(guò)程中光合環(huán)式電子傳遞調(diào)控機(jī)理具有重要意義。

解析結(jié)果顯示，該復(fù)合物包含55個(gè)蛋白亞基、298個(gè)葉綠素分子、67個(gè)類(lèi)胡蘿卜素分子和25個(gè)脂分子，總分子量約1.6兆道爾頓，是目前解析到的高等植物葉綠體中最大的光合膜蛋白復(fù)合物結(jié)構(gòu)。

該研究揭示了PSI中特殊天線(xiàn)亞基和高等植物葉綠體中10個(gè)特有NDH亞基的精確位置和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，同時(shí)也揭示了亞基間的相互作用及復(fù)合物組裝原理。

中科院院士、中科院植物所研究員匡廷云介紹，該研究成果為設(shè)計(jì)高產(chǎn)和高抗逆性的優(yōu)質(zhì)飼草及作物提供了新的技術(shù)路線(xiàn)。同時(shí)，為利用合成生物學(xué)技術(shù)構(gòu)建新型高效光合膜電子傳遞線(xiàn)路，優(yōu)化光合膜能量傳遞途徑，打造高光效、高固碳光合元件和模塊提供了新思路。