2月27日，科技部高技術研究發展中心（基礎研究管理中心）發佈了2019年度中國科學十大進展。中科院植物研究所沈建仁、匡延雲課題組、清華大學隋森芳課題組與浙大醫學院張興課題組合作，率先破解了硅藻、綠藻光合膜蛋白超分子結構和功能之謎，該成果入選2019年度中國科學十大進展。

　　光合作用是地球上最重要的化學反應，通過把太陽光能轉變成化學能，為地球上絕大多數生命提供食物和氧氣。光合作用不僅驅動著我們星球的環境變化、驅動著高級生命的起源和進化，也為人類文明的誕生和發展奠定了基礎。光合作用是通過植物和藻類細胞中的光系統來進行，光系統核心被眾多的捕光天線複合體所環繞，形成了光系統超級複合體。為了能夠在水下低光強條件下更有效捕獲光能，綠藻完整的光系統超級複合體比植物的主要超級複合體包含更多的天線亞基和色素分子，但綠藻光系統超級複合體的詳細結構和能量傳遞途徑一直沒有被破解。

　　合作團隊利用單顆粒冷凍電鏡綠藻完整的光系統超級複合體結構，率先破解了硅藻綠藻等光合膜蛋白超分子結構和功能之謎。浙大醫學院附屬邵逸夫醫院雙聘教授張興課題組利用冷凍電鏡完成了綠藻光系統II超級複合體的原子結構解析。該成果中的冷凍電鏡數據收集、圖像處理以及結構解析等大量工作均在浙大醫學院邵逸夫冷凍電鏡中心完成。原子結構顯示，綠藻光系統II超級複合體是一個二聚體，每個單體由位於中央的光系統II核心複合體和環繞該核心的3個捕光天線三聚體以及兩個其他週邊天線亞基所構成。在綠藻光系統II核心複合體中還發現了巨大數量的色素分子，從這些色素分子的排列特徵上推斷了能量從週邊天線到光系統II核心的可能傳遞途徑。結果不僅對揭示自然界光合作用的光能高效轉化機理及其演化具有重要意義，也為人工模擬光合作用、指導設計新型農作物、打造智慧化植物工廠提供了新思路、新策略。

來源：浙江新聞    | 撰稿：吳航軍    | 責編：田燕    審核：張淵

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