Allophycocyanin A is a carbon dioxide receptor in the cyanobacterial phycobilisome.
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DOI：
10.1038/s41467-022-32925-6
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发表时间：
2022-09-08
影响因子：
16.6
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
光收集是光合作用过程中产生ATP和减少二氧化碳固定等效物的基础。然而，通过光系统的电子能量传递（EET）在与二氧化碳不平衡的情况下会损害光合机构。在这里，我们展示了二氧化碳与光收集复合物的结合调节光合蓝藻中的EET。更具体地说，二氧化碳与光收集复合物的异藻蓝蛋白α亚基的结合调节了蓝细菌Synechocystis sp. PCC 6803中的EET及其荧光量子产率。CO2的结合减少了异藻蓝蛋白三聚体中发色团间的距离。结果在体外和活细胞中增强了EET。我们的工作确定了蓝藻光收集装置中二氧化碳的直接目标，并为光合作用调节提供了见解。通过光系统传递的电子能量在不与二氧化碳固定平衡的情况下会损害光合机构。在这里，作者表明CO2通过结合和增强光收集复合物的活性来调节蓝藻中的电子能量转移。
Light harvesting is fundamental for production of ATP and reducing equivalents for CO2 fixation during photosynthesis. However, electronic energy transfer (EET) through a photosystem can harm the photosynthetic apparatus when not balanced with CO2. Here, we show that CO2 binding to the light-harvesting complex modulates EET in photosynthetic cyanobacteria. More specifically, CO2 binding to the allophycocyanin alpha subunit of the light-harvesting complex regulates EET and its fluorescence quantum yield in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803. CO2 binding decreases the inter-chromophore distance in the allophycocyanin trimer. The result is enhanced EET in vitro and in live cells. Our work identifies a direct target for CO2 in the cyanobacterial light-harvesting apparatus and provides insights into photosynthesis regulation. The transfer of electronic energy through a photosystem can harm the photosynthetic apparatus when not balanced with CO2 fixation. Here, the authors show that CO2 modulates electronic energy transfer in cyanobacteria by binding to and enhancing the activity of the light-harvesting complex.
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