Spectroscopic Properties of Violaxanthin and Lutein Triplet States in LHCII are Independent of Carotenoid Composition.
Spectroscopic Properties of Violaxanthin and Lutein Triplet States in LHCII are Independent of Carotenoid Composition.
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LHCII 中紫黄质和叶黄素三重态的光谱特性与类胡萝卜素成分无关。
DOI：
10.1021/acs.jpcb.9b06293
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Saccon F
中科院分区：
文献类型：
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作者：
Saccon F
叶绿素三重态激发态是光合过程的副产物，可以通过形成高活性氧间接损害生物膜。植物进化出一种重要的光保护机制来对抗这种威胁，这种机制涉及从叶绿素到类胡萝卜素分子的三重态能量转移，其中三重态不发生反应。在光系统II （LHCII）的主要光收集复合体中，两个中心叶黄素在机制中起重要作用，但已经表明，即使在其结合位点上被其他类胡萝卜素取代，也会形成类胡萝卜素三联体。在这项工作中，我们研究了从拟南芥（marabidopsis thaliananpq1lut2）植物分离的LHCII中形成的类胡萝卜素三重体，其中紫黄素取代叶黄素。虽然瞬态吸收光谱显示不含叶黄素的突变体LHCII单线态激发态动力学发生了变化，但这些天线形成了与野生型蛋白相同的类胡萝卜素三联体。我们得出结论，LHCII中的叶黄素结合位点具有保守的特征，以确保有效的三重态能量转移到它们所容纳的类胡萝卜素分子，使类胡萝卜素本身的身份变得微不足道。
Chlorophyll triplet excited states are byproducts of photosynthetic processes that can indirectly harm biological membranes by forming highly reactive oxygen species. A crucial photoprotective mechanism evolved by plants to counter this threat involves the triplet energy transfer from chlorophylls to carotenoid molecules, in which triplet states are not reactive. In the major light-harvesting complex of photosystem II (LHCII), the two central luteins play an important role in the mechanism, but it has been shown that carotenoid triplets are formed even when other carotenoids replace them in their binding sites. In this work, we have investigated carotenoid triplet formation in LHCII isolated fromArabidopsis thaliananpq1lut2plants, in which violaxanthin replaces lutein. Although transient absorption spectroscopy showed altered singlet excited-state dynamics in the mutant LHCII without lutein, these antennae formed carotenoid triplets that were spectrally and dynamically identical to the wild-type protein. We conclude that lutein-binding sites in LHCII have conserved characteristics to ensure efficient triplet energy transfer to the carotenoid molecules that they accommodate, making the identity of the carotenoid trivial per se.
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