Augmenting light coverage for photosynthesis through YFP-enhanced charge separation at the Rhodobacter sphaeroides reaction centre.
Augmenting light coverage for photosynthesis through YFP-enhanced charge separation at the Rhodobacter sphaeroides reaction centre.
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DOI：
10.1038/ncomms13972
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发表时间：
2017-01-05
影响因子：
16.6
通讯作者：
Neil Hunter C
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Grayson KJ;Faries KM;Huang X;Qian P;Dilbeck P;Martin EC;Hitchcock A;Vasilev C;Yuen JM;Niedzwiedzki DM;Leggett GJ;Holten D;Kirmaier C;Neil Hunter C
光合作用使用有限范围的太阳光谱，因此增加光谱覆盖率可以提高光捕获的效率。在这里，我们展示了一个混合反应中心(RC)/黄色荧光蛋白(YFP)复合体加速了球形红细菌的光合作用生长。Rc/YFP-捕光1(LH1)复合体的结构显示了YFP与RC-H亚基连接的位置，位于RC复合体的细胞质一侧。全细胞荧光寿命显微镜和纯化的RC/YFP络合物的超快瞬时吸收光谱表明，YFP-RC的分子间距离和YFP的发射与RC的可见光区(QX)吸收带之间的光谱重叠允许能量通过Förster机制传递，效率为40±10%。这项原理验证研究证明了使用非本地遗传编码的光吸收体来增加采光光谱覆盖范围的可行性，从而增强了光合作用中的能量转移和捕获。光合作用只使用有限范围的太阳辐射。在这里，格雷森等人。基因将黄色荧光蛋白(YFP)发色团引入细菌光系统，并表明反应中心-YFP复合体获得的能量可以增强体内的光合作用。
Photosynthesis uses a limited range of the solar spectrum, so enhancing spectral coverage could improve the efficiency of light capture. Here, we show that a hybrid reaction centre (RC)/yellow fluorescent protein (YFP) complex accelerates photosynthetic growth in the bacterium Rhodobacter sphaeroides. The structure of the RC/YFP-light-harvesting 1 (LH1) complex shows the position of YFP attachment to the RC-H subunit, on the cytoplasmic side of the RC complex. Fluorescence lifetime microscopy of whole cells and ultrafast transient absorption spectroscopy of purified RC/YFP complexes show that the YFP–RC intermolecular distance and spectral overlap between the emission of YFP and the visible-region (QX) absorption bands of the RC allow energy transfer via a Förster mechanism, with an efficiency of 40±10%. This proof-of-principle study demonstrates the feasibility of increasing spectral coverage for harvesting light using non-native genetically-encoded light-absorbers, thereby augmenting energy transfer and trapping in photosynthesis. Photosynthesis uses only a limited range of solar radiation. Here, Grayson et al. genetically incorporated the yellow fluorescent protein (YFP) chromophore into a bacterial photosystem, and show that energy harvested by reaction centre–YFP complexes can augment photosynthesis in vivo.
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影响因子：
4.3
作者：
Chi, Shuang C.;Mothersole, David J.;Dilbeck, Preston;Niedzwiedzki, Dariusz M.;Zhang, Hao;Qian, Pu;Vasilev, Cvetelin;Grayson, Katie J.;Jackson, Philip J.;Martin, Elizabeth C.;Li, Ying;Holten, Dewey;Hunter, C. Neil
通讯作者：
Hunter, C. Neil
影响因子：
2.9
作者：
Kremers, Gert-Jan;Goedhart, Joachim;Gadella, Theodorus W. J., Jr.
通讯作者：
Gadella, Theodorus W. J., Jr.
影响因子：
3.7
作者：
Majumder, Erica L. -W.;Olsen, John D.;Blankenship, Robert E.
通讯作者：
Blankenship, Robert E.
影响因子：
2.9
作者：
Meadows, KA;Parkes-Loach, PS;Loach, PA
通讯作者：
Loach, PA
影响因子：
4.3
作者：
Cartron, Michael L.;Olsen, John D.;Hunter, C. Neil
通讯作者：
Hunter, C. Neil