一个国际研究小组解决了这一结构，并阐明了光合复合物I的功能，这种膜蛋白复合物在动态重连光合作用中起着重要作用。来自马克斯普朗克的一个国际研究小组解决了这一结构，并阐明了光合复合物I的功能，这种膜蛋白复合物在动态重连光合作用中起着重要作用。来自波鸿的马克斯普朗克生物化学研究所、大阪大学和鲁尔大学的团队及其合作伙伴报告了2018年12月20日在线发表在《科学》杂志上的工作。波鸿项目组蓝藻膜蛋白复合物负责人Marc Nowaczyk博士说：“该结果结束了对光合电子传递途径的研究，这是我们理解中最后的主要空白之一。”
生物学电路
复合体I存在于大多数生物体中。在植物细胞中，它用在两个地方：一个在线粒体中，一个在细胞动力植物中，另一个在叶绿体中，光合作用在那里发生。在这两种情况下，它形成了电子传递链的一部分，可以被视为一个生物回路。这些被用来驱动负责能量生产和储存的细胞分子机器。作为细胞呼吸的一部分，线粒体复合体I的结构和功能已经得到了很好的研究，但到目前为止，对光合复合体I的研究还很少。
短路光合作用
利用低温电子显微镜，研究人员首次可以解析光合复合体I的分子结构。他们发现它和呼吸有很大的区别。特别是，负责电子传递的部分具有不同的结构，因为它是为光合作用中的循环电子传递而优化的。
循环电子传递代表分子短路，电子被重新注入光合电子传递链，而不是被储存。马克诺瓦克解释说：“这个过程的分子细节尚不清楚，其他因素也没有明确确定。”研究小组在试管中模拟了这一过程，并表明蛋白质铁氧还蛋白发挥了重要作用。利用光谱方法，科学家还证明了铁氧还蛋白与配合物I之间的电子转移是高效的。
分子钓竿
下一步，该小组分析了哪些结构元素在分子水平上负责复合物I和铁氧还蛋白之间的有效相互作用。进一步的光谱测量表明，复合物I的结构中有一个特别灵活的部分，它像钓鱼竿一样捕获蛋白质铁氧还蛋白。这使得铁氧还蛋白达到电子转移的最佳结合位置。
“这使我们能够将光合复合物I的结构和功能结合起来，并详细了解电子转移过程的分子基础，”马克诺瓦克总结道。“未来，我们计划利用这一知识创建人工电子转移链，从而实现合成生物学领域的新应用。”
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