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中山大学学者揭示光系统II生物发生调控机制

广东基础研究  · 公众号  ·  · 2018-06-15 16:19

正文


2018



近日,中山大学王宏斌课题组和上海师范大学彭连伟课题组联合以 “LOW PHOTOSYNTHETIC EFFICIENCY 1 is required for light-regulated photosystem II biogenesis in Arabidopsis”为题, 在《 PNAS 》在线发表了研究论文。论文阐释:光如何控制D1的合成并调控光系统II的生物发生。中山大学生命科学学院靳红磊 特聘研究员 、符梅 博士生 和上海师范大学段志坤 博士生 为共同第一作者, 中山大学 生命科学学院王宏斌教授为通讯作者。


光合作用为地球上最重要的生化反应,通过利用太阳光,能将二氧化碳与水转化为有机物,释放出氧气。而植物叶绿体中光系统 II(PSII) 对于光合作用的发生至关重要,通过捕获光完成水的光解和质体醌的还原。(PSII 是一个由多蛋白亚基和色素分子共同组成的超级大分子复合物)。


目前对于 PSII 组成及结构的了解正不断深入,但是其生物发生调控机制却知之甚少。而值得注意的是,D1作为PSII的光反应中心蛋白,决定了PSII的生物发生与功能维持,不断变化的自然环境会导致D1呈现高度不稳定性。植物需要有效控制D1的合成,其精细调控机理却不清楚。

LPE1介导光调控的PSII生物发生调控模式


研究人员通过筛查,鉴定到一个高等植物特有的PSII生物发生调控因子 LPE1(LOW PHOTOSYNTHETIC EFFICIENCY1) 。通过生理学、分子生物学、生物化学与遗传学等手段研究发现, LPE1 基因突变导致PSII活性剧烈降低,PSII生物发生严重受阻;同时光PSII核心蛋白D1的合成明显受损。


该研究还发现光可以诱导D1蛋白的表达,并且主要在翻译水平实现控制。光诱导结合实验分析发现,光可以促进 LPE1







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