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蓝藻光合作用中环电子转移的结构基础研究进展

来源:大连空压机油批发 作者:大连空压机配件厂 时间:2020-06-18 13:30 点击量:

1月30日《天然-通信》(自然通讯)以文的形式公布了中国科学院植物生理生态研究所常/李梅课题组、张新正课题组和分子植物科学研究所/米花岭课题组的合作研究成果。它被命名为复合物I-样光合成nad (p) h脱氢酶的电子传递机制的结构基础(doi : 10.1038/s 1467-020-14456-0)。本项目分析了大连压气机的三维布局,该压气机来源于嗜热蓝细菌BP-1,一种多亚基膜蛋白复合体NDH-1L干涉光合影响环电子转移,及其相关的电子供体铁氧还蛋白,Fd)。

在氧化还原反应中,氧转移、氢转移和电子转移在生物体的氧化还原反应中属于同一类型。加氧酶的作用是转移氧,但氢的转移被认为是电子和氢离子的转移,与电子转移没有质量差异。

光合生物中的电子转移可分为两种类型:线性电子转移和环形电子转移。线性电子转移发生在NADPH和ATP中,它们被光合作用用来影响卡尔文循环和其他细胞代谢反应。然而,在线性电子转移过程中产生的三磷酸腺苷和二磷酸腺苷的比率不足以满足卡尔文循环中消耗的三磷酸腺苷和二磷酸腺苷的比率,因此在光合生物中也存在循环电子转移。在这个过程中,电子过程质体醌(PQ)在PSI和细胞色素b6f(Cytb6f)复合物之间循环,只有三磷酸腺苷发生,而NADPH不发生。循环电子转移具有重要的生理意义。它可以增加三磷酸腺苷/二磷酸腺苷比率,从而提高卡尔文循环效率。此外,环电子转移在光屏蔽中也起着重要作用,并帮助光合生物对环境变化做出快速反应。

对于以吡啶核苷酸为辅酶的脱氢酶,只有一个氢原子从底物上移动,另一个氢原子作为电子氢转移到吡啶辅酶上.呼吸影响扁平分子态的氧气。这是一个细胞色素系统接管电子转移并与氢连接生成水的过程。细胞色素之间的氧化还原遵循铁红色素的二价和三价电子转移转化。底物的任何氧化都是通过将多价酸电子从底物转移到氧上来进行的,形成一个完整的呼吸链。

伴随能量转换的氧化还原因子序列。一些代谢还原产物(例如,NADH2,在三羧酸循环中形成的琥珀酸)可以作为电子供体,穿过该链并将电子转移到分子氧(形成水)。电子沿着链的转移被认为形成了一种能提供能量的条件和实体(质量不清楚),这种能量可以用于许多需要能量的过程。在真核系统中,电子转移链存在于线粒体的内膜上,基本上由细胞色素、泛醌、含硫的非血红素铁蛋白和两种黄素蛋白(NADH2脱氢酶和琥珀酸脱氢酶)组成。在细菌系统中,不同种类细菌的电子传递链的组成是非常不同的,甚至是在不同种类的前提下生长的统一种类。转移链限于细胞膜,包括一系列载体,如细胞色素A、B、C和D、泛醌和/或萘醌醌。在一些细胞电子转移链中,有大量的脱氢酶连接到膜上,直接向转移链提供电子。

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