我国学者发现-高等植物次要捕光复合物晶体结构

日前，在国际顶级学术期刊《自然—结构与分子生物学》上，中国科学院生物物理研究所的常文瑞课题组取得了重大突破。他们成功了高等植物光合膜蛋白中，菠菜次要捕光复合物CP29的2.8?覽分辨率三维晶体结构。这是全球首个关于高等植物次要捕光复合物的晶体结构研究成果，标志着我国在光合作用研究领域迈出了重要的一步。

植物的光合作用，始于捕光过程。在光系统Ⅱ核心复合物的外围，有一个高效捕光的天线系统，其中，CP29作为最大的蛋白，扮演着至关重要的角色。除了捕获太阳能并将能量传递到反应中心外，CP29还在LHCⅡ与反应中心之间发挥着桥梁的作用。其在强高光照条件下，更是植物自身光保护机制中的关键。

获取足够量、稳定且均一的CP29蛋白样品，一直是科研人员面临的挑战。由于其含量较低、结合多种色素分子且存在见光不稳定性，即使在国际上，高等植物光合膜蛋白结晶也被视为难题。尽管有些实验室曾尝试获得CP29的微晶，但因晶体质量难以提升而最终放弃。

常文瑞课题组经过长达5年多的深入研究，终于攻克了这一难题。他们不仅成功了CP29的晶体结构，还率先完成了这一国际前沿课题。从蛋白的分离纯化、晶体生长到结构，所有的工作都由常文瑞课题组独立完成。

这一重要突破不仅揭示了CP29的详细结构，还纠正了功能研究中广泛应用的预测模型。研究人员发现，CP29的晶体结构中包含了之前未被发现的新叶绿素和特殊的叶绿素配对方式。晶体结构还揭示了两个重要的色素簇，它们可能参与了能量传递的途径，并且是潜在的能量淬灭中心。

CP29这一重要光合膜蛋白的三维结构测定，为我们从原子水平上理解高等植物次要捕光复合物的高效捕光、能量传递及光保护等机制提供了结构基础。这一重要成果是继常文瑞课题组菠菜LHCⅡ晶体结构之后，在光合膜蛋白晶体结构研究领域的又一突出贡献。它不仅推动了我国在光合作用机理和膜蛋白三维结构等领域的研究，也标志着我国在生物科学研究领域正逐步走向国际领先行列。这项成果展示了我国科研人员在生物科学领域的深厚实力和不懈追求，也预示着我们未来在这一领域将有更多的突破和创新。