新華社北京５月２１日電（記者吳晶晶）光合作用是地球上生命體賴以生存的基礎(chǔ)，對(duì)它的科學(xué)研究已持續(xù)了兩百多年，但仍有很多未解之謎。記者２１日從中科院獲悉，該院生物物理所的研究團(tuán)隊(duì)在光合作用研究中獲得重要突破，在國(guó)際上率先解析了高等植物菠菜光合作用超級(jí)復(fù)合物的高分辨率三維結(jié)構(gòu)。該項(xiàng)研究工作發(fā)表在最新出版的國(guó)際頂級(jí)期刊《自然》上。

　　據(jù)介紹，基于結(jié)構(gòu)的光合作用機(jī)理研究具有重要的理論意義，同時(shí)也將為解決能源、糧食、環(huán)境等問題提供具有啟示性的方案。１９８５年，德國(guó)馬普生物化學(xué)所的戴森豪福等首次解析了紫細(xì)菌光合作用反應(yīng)中心的晶體結(jié)構(gòu)，獲得了１９８８年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

　　近年來，國(guó)際上圍繞藍(lán)細(xì)菌、藻類和高等植物光合作用的結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究陸續(xù)獲得了一系列進(jìn)展，但關(guān)于植物光系統(tǒng)ＩＩ的結(jié)構(gòu)研究卻相對(duì)滯后，這被認(rèn)為是光合作用研究領(lǐng)域最后一個(gè)也是最受關(guān)注的超級(jí)復(fù)合物結(jié)構(gòu)。

　　“植物光合作用的原初反應(yīng)是從光系統(tǒng)ＩＩ開始的，光系統(tǒng)ＩＩ是一個(gè)超大膜蛋白－色素復(fù)合物。解析植物光系統(tǒng)ＩＩ神秘而復(fù)雜的精細(xì)結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究領(lǐng)域的科學(xué)家們多年來一直追求的熱點(diǎn)和難點(diǎn)課題。”中科院生物物理所研究員柳振峰說。

　　經(jīng)過多年努力，中科院生物物理所柳振峰研究組、章新政研究組和常文瑞／李梅研究組通力合作，聯(lián)合攻關(guān)，通過單顆粒冷凍電鏡技術(shù)，首次解析了高等植物（菠菜）的光系統(tǒng)ＩＩ－捕光復(fù)合物ＩＩ超級(jí)膜蛋白復(fù)合體的三維結(jié)構(gòu)。

　　科學(xué)家介紹，光系統(tǒng)ＩＩ具有獨(dú)特而神奇的裂解水分子和放出氧氣的功能，因此被認(rèn)為是人工模擬光合作用的理想模板，可為實(shí)現(xiàn)光能向清潔能源氫氣轉(zhuǎn)換提供具有啟示性的方案。

　　“我們解析了高等植物光系統(tǒng)ＩＩ的高分辨率三維結(jié)構(gòu)，并且獲得了其與外周捕光天線之間相互裝配原理和能量傳遞過程相關(guān)的重要結(jié)構(gòu)信息。”柳振峰表示，這一突破為研究團(tuán)隊(duì)打開了一片全新的天地，有望在該領(lǐng)域中繼續(xù)深入挖掘，獲得更大更復(fù)雜的超級(jí)復(fù)合物研究成果。

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