背靠背，2篇Nature Plants|光合作用PSI在冷冻电镜
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虽然单体和三聚体之前已经知道，当前的研究工作，包括，微型光系统I（mini-PSI），二聚体和特殊的二聚体，扩展我们对自然界中光合作用机制多样性的理解。
图片来源: Ella Marushchenko
来自 Alexey Amunts 实验室的 Annemarie Perez Boerema 与来自以色列和中国的科学家合作，重建了新型光系统 I的原子模型。
这两篇发表在《Nature Plants》杂志上的文章进一步阐明了生物能量复合体是如何在蓝藻和藻类的光合膜中组装和调节的。
产氧光合作用是将光能转化为化学能，这种化学能量支撑着几乎所有复杂生命形式的生存。能量转换是由一个光合作用装置驱动的，它可以在蓝藻、藻类和植物的生物能膜中捕获光子。光系统I 是这个过程的中心组成部分。
目前教科书光系统I的范例是蓝藻细菌的三聚体结构，以及藻类的单体。据《Nature Plants》杂志报道，清华大学和以色列特拉维夫大学合作的两项新发现表明，淡水浮游生物Anabaena已经有一种具有476种色素的二聚体的光系统I；而绿藻 Dunaliella 已经优化了一种最小形式的光系统 I (mini-PSI)，以适应高盐环境和光胁迫。
来自Alexey Amunts实验室(斯德哥尔摩大学，SciLifeLab)的Annemarie Perez Boerema使用冷冻电镜来观察光系统I的不寻常形式。
对鱼腥藻光系统 I 四聚体的首次研究表明，它的表面积增加，使光系统在生物能膜中富集。这为需要固氮酶活性的成熟期提供了有利条件。
第二项研究揭示了来自杜氏藻的mini-PSI，这是迄今为止所发现的这种类型最小的复合体。
科学家们还报道了新的能量途径、色素结合位点和磷脂。与所有其他已知的对应物不同，mini-PSI缺乏核心蛋白质成分，而这些成分将与其他采光元件相互作用。这一观察结果提示了先前未知的调节机制降低了周围天线对环境适应的关联。
这两项研究共同表明，光系统能够进行光合作用颠覆了教课书中的描述。在不同物种中发现的构造被认为是大自然偶尔制造的一个进化恶作剧，这对于探索生物能学基本问题的研究人员来说是一个有前景的消息。
文献来源:
1 Ming Chen et al, Distinct structural modulation of photosystem I and lipid environment stabilizes its tetrameric assembly, Nature Plants (2020).
DOI: 10.1038/s41477-020-0610-x
2 Annemarie Perez-Boerema et al. Structure of a minimal photosystem I from the green alga Dunaliella salina, Nature Plants (2020).
DOI: 10.1038/s41477-020-0611-9
新闻报道：
https://phys.org/news/2020-03-cryo-em-reveals-unexpected-diversity-photosystems.html
译文校稿：
LuLu
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