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山大蓝藻光合作用研究取得重要进展

发布日期:2011-10-25 11:10:48 点击次数:

  [本站讯]记者于近日获悉,山东大学微生物技术国家重点实验室、山东大学海洋生物技术研究中心张玉忠教授课题组与清华大学吴嘉炜教授合作,在蓝藻光合作用研究方面取得了重要进展。
  藻胆体是蓝藻和红藻光合作用的主要捕光色素蛋白复合物,分布于类囊体膜的表面,负责光能的吸收,并主要传递给光系统II,实现光能向化学能的转变。藻胆体组装的分子机制研究,对于阐明光合作用的机制、进化具有重要的意义。藻胆体是由多种藻胆蛋白和连接蛋白组成的超分子复合物,由杆和核两部分组成。藻胆蛋白的功能是吸收和传递光能,连接蛋白负责藻胆体的组装、稳定和能量传递调节。到目前为止,各种藻胆蛋白的晶体结构都已经被解析,但由于连接蛋白含量较少、纯化困难,并且深埋于藻胆体的内部,因此有关连接蛋白的结构及其介导的藻胆体组装机制一直不清楚。
  根据在藻胆体中位置的不同,连接蛋白分为7种不同的类型。但根据序列比对分析,这7种连接蛋白主要由两种结构域组合而成,一种为Pfam01383结构域(~ 60个氨基酸),另外一种为更保守的Pfam00427结构域(~150个氨基酸)。课题组通过晶体-X射线衍射技术,第一次解析了Pfam00427结构域的三维结构,进而通过一种改进的GST pull-down方法,研究了Pfam00427结构域同“杆”中C-藻蓝蛋白(C-PC)的相互作用,然后通过定点突变,鉴定了Pfam00427结构域与C-PC之间的相互作用位点,进一步运用Auto-Dock等软件,结合生化证据,构建了整个藻胆体杆的精细分子结构模型。该模型的提出,对于阐明蓝藻光合作用捕光复合物——藻胆体的组装机制具有重要的意义。该研究成果2011年10月21日以封面文章形式在线发表在微生物学领域的知名杂志《Molecular Microbiology》上(Gao Xiang et al, Crystal Structure of the N-terminal Domain of Linker LR and the Assembly of Cyanobacterial Phycobilisome Rods, Molecular Microbiology, 2011 Nov; 82(3):698-705. doi: 10.1111/j.1365-2958.2011.07844.x. Epub 2011 Oct 10.)。这是张玉忠教授课题组在藻类光合作用研究方面继2008年12月12日以封面文章的形式发表在Journal of Biological Chemistry (2008, 283 (50) , 34946–34953)上之后的又一重要进展。研究工作得到了国家863计划、国家杰出青年基金、科技部国际合作项目的资助。
   据悉,山东大学张玉忠教授课题组与清华大学吴嘉炜教授合作,在深海细菌所产嗜热菌素家族金属蛋白酶的自成熟机制研究方面也取得了重要进展,该研究成果于2010年10月12日发表在《美国科学院院刊》(The Proceedings of the National Academy of Sciences USA,PNAS)上。(Gao X. et al, Structural Basis for the Autoprocessing of Zinc Metalloproteases in the Thermolysin Family, 2010, Proc Natl Acad Sci U S A., 2010 Oct 12;107(41):17569-74)

【作者:栾维东        来自:学术研究部    责任编辑:红岩 孙悦  】

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