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      Calredoxin 一種促進(jìn)有效光合作用的新型蛋白質(zhì)
      
			
      
				2019-01-12 10:32:10
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      一組研究人員報(bào)告了一種名為Calredoxin的新蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。鈣氧化還原酶結(jié)合鈣并催化，依賴于其結(jié)合，氧化還原反應(yīng)，特別是驅(qū)動(dòng)有害氧物質(zhì)的解毒。研究人員正在研究這種蛋白質(zhì)如何在鈣和氧化還原依賴性反應(yīng)的十字路口發(fā)揮作用，以促進(jìn)有效的氧光合作用。
      

      Calredoxin 一種促進(jìn)有效光合作用的新型蛋白質(zhì)
      

      太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和通過含氧光合作用從無機(jī)化合物中提取建筑材料，支持了這個(gè)星球上的大部分生命。在植物中，這些反應(yīng)位于葉綠體中。氧氣的產(chǎn)生和二氧化碳同化為有機(jī)物質(zhì)在很大程度上決定了我們大氣的組成。
      

      為了應(yīng)對(duì)不同的光強(qiáng)度，含氧光合生物已經(jīng)進(jìn)化出適應(yīng)策略，旨在優(yōu)化光合作用并減少氧化應(yīng)激。有害的氧物種，如活性氧(ROS)，特別是在波動(dòng)的光和高光應(yīng)力下通過光合作用產(chǎn)生。在最新一期的Nature Communications中，來自植物生物學(xué)和生物技術(shù)研究所的Michael Hippler教授(德國(guó)WWU明斯特)和蛋白質(zhì)研究所的Genji Kurisu教授(日本大阪大學(xué))的國(guó)際團(tuán)隊(duì)報(bào)告了一種名為“Calredoxin”的新蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。
      

      鈣氧化還原酶結(jié)合鈣并催化其依賴于其結(jié)合的氧化還原反應(yīng)。特別是在ROS的解毒作用中，氧化還原反應(yīng)起著至關(guān)重要的作用。鈣是含氧光合作用中的必需元素，也是高光脅迫調(diào)節(jié)的關(guān)鍵。在綠藻萊茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)的葉綠體中發(fā)現(xiàn)了Calredoxin，并且例如在輕度脅迫下參與由Peroxiredoxin介導(dǎo)的ROS的解毒作用。
      

      具有結(jié)合鈣離子的鈣氧還蛋白的X射線結(jié)構(gòu)以1.6Å的分辨率成功解決，其結(jié)構(gòu)適用于鈣的分子內(nèi)通訊(圖1A，橙色，粉紅色)和氧化還原信號(hào)傳導(dǎo)(圖1A，藍(lán)色)和相互作用。與Peroxiredoxin的分子相互作用(圖1B)。因此，鈣氧化還原在鈣和氧化還原依賴性反應(yīng)的交叉點(diǎn)起作用，以促進(jìn)有效的氧光合作用(圖2)。
      

      限制世界作物生產(chǎn)力是一個(gè)嚴(yán)重的問題。解決該問題的一個(gè)潛在可能性是提高光合作用的效率。有效光合作用的一個(gè)主要限制是生物體在充足的陽(yáng)光下吸收的光比它們可以有效利用的更多，因此植物已經(jīng)進(jìn)化出多種光學(xué)轉(zhuǎn)化機(jī)制，包括目前新發(fā)現(xiàn)中描述的機(jī)制。雖然我們的研究結(jié)果與基礎(chǔ)研究水平有關(guān)，但它們可能有助于解決農(nóng)業(yè)危機(jī)，重新設(shè)計(jì)光合作用，這對(duì)我們來說將是一項(xiàng)重大的科學(xué)挑戰(zhàn)。
      
			

			
        
      
			
      
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