人工模拟光合作用

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【人民网】我国科学家破解颗石藻高效捕光之谜
Ren Min Wang· 2025-09-15 03:37
记者从中国科学院获悉,中国科学院植物研究所王文达研究员和田利金研究员带领团队首次纯化并 解析了来自赫氏艾米里颗石藻(Emiliania huxleyi)的光系统I-岩藻黄素叶绿素a/c结合蛋白(PSI-FCPI) 超级复合物三维结构,首次在原子层面揭示了颗石藻通过扩展和优化其光系统结构来适应海洋光环境的 独特策略。9月12日,该成果在国际学术期刊《科学》以封面论文形式发表。 研究发现,颗石藻的PSI核心周围环绕着38个FCPI捕光天线,并以模块化的方式排列成8个放射状 排布的捕光天线条带。这种"旋涡围绕"PSI核心的巨型捕光天线依靠大量新型捕光天线的精密装配,极 大地扩展了捕光面积。研究团队还鉴定到丰富的叶绿素c和岩藻黄素类型的类胡萝卜素,这些色素在新 发现的捕光天线中含量极高,使其能有效地吸收深水区波长在460~540纳米间的蓝绿光和绿光。此外, 大量叶绿素c与叶绿素a形成了紧密的能量耦联并消除了能量陷阱,构成了平坦畅通的能量传递网络,这 可能是其保持超高量子转化效率的关键。 王文达表示:"颗石藻光系统复合物的结构解析和机理研究,为理解光合生物高效的能量转化机制 提供了新的结构模型。未来,我们也希望以此为基 ...
【新华社】海洋浮游植物怎样高效捕获光能?我国科学家揭秘
Xin Hua She· 2025-09-12 07:07
"理解自然的高效光合机制,有助于我们设计更高效的人工光合系统,甚至开发出能够帮助减碳的 新型生物技术。"研究负责人、中国科学院植物研究所研究员王文达说。 在茫茫海洋中,有一种名为颗石藻的浮游植物,它们虽然微小,却能够适应海水不同深度的多变光 环境,高效进行光合固碳,但它是如何高效捕获和利用光能的一直成谜,其进化机制也未见报道。 近日,我国科学家首次揭开了颗石藻高效利用光能的奥秘。9月12日,国际学术期刊《科学》以封 面论文形式发表了中国科学家的最新研究成果,中国科学院植物研究所研究团队成功解析了颗石藻的光 合作用结构。 研究团队发现,颗石藻拥有一套"超级光合结构"——相当于一个"蛋白质+色素"组成的巨型吸光矩 阵。这个结构由51个蛋白单元和超过800个吸光色素分子组成,堪称自然界最复杂的微型光合系统之 一。 这项发现不仅解答了海洋浮游植物高效进行光合作用的奥秘,更为未来人工模拟光合作用、开发新 型固碳技术提供了重要参考,有望为应对气候变化提供新思路。 ...