Structure and Function of the Photosystem Supercomplexes.
Structure and Function of the Photosystem Supercomplexes.
复制标题
光系统超级复合体的结构和功能
DOI：
10.3389/fpls.2018.00357
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发表时间：
2018
影响因子：
5.6
通讯作者：
Feng Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Gao J;Wang H;Yuan Q;Feng Y
光合作用将太阳能转化为化学能，通过提供氧气和食物以及控制大气中的二氧化碳来维持地球上所有的生命。在此过程中，光系统II （PSII）催化裂解水和进化氧反应，而光系统I （PSI）产生还原力将NADP+还原为NADPH。光系统与其周围的光收集复合物（lhc）一起，作为位于蓝藻、藻类和植物类囊体膜上的多亚基超复合物发挥作用。单粒子低温电子显微镜（cryoEM）、x射线自由电子激光（XFEL）和其他技术的最新进展揭示了这两种超配合物前所未有的结构和催化细节。研究人员分析了植物络合物的几个高分辨率结构，并利用连续时间分辨晶体学和“无辐射损伤”飞秒XFEL对水氧化机理进行了深入研究。本文以PSII-LHCII为重点，综述了光系统超配合物的研究进展，提出了该领域目前尚未解决的问题，并提出了未来研究的潜在趋势。
Photosynthesis converts solar energy into chemical energy to sustain all life on earth by providing oxygen and food, and controlling the atmospheric carbon dioxide. During this process, the water-splitting and oxygen-evolving reaction is catalyzed by photosystem II (PSII), while photosystem I (PSI) generates the reducing power for the reduction of NADP+ to NADPH. Together with their peripheral light-harvesting complexes (LHCs), photosystems function as multisubunit supercomplexes located in the thylakoid membranes of cyanobacteria, algae, and plants. Recent advances in single-particle cryo-electron microscopy (cryoEM), X-ray free electron laser (XFEL) and other techniques have revealed unprecedented structural and catalytic details concerning the two supercomplexes. Several high-resolution structures of the complexes from plants were solved, and serial time-resolved crystallography and “radiation-damage-free” femtosecond XFEL also provided important insights into the mechanism of water oxidation. Here, we review these exciting advances in the studies of the photosystem supercomplexes with an emphasis on PSII-LHCII, propose presently unresolved problems in this field, and suggest potential tendencies for future studies.
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