Probing the biogenesis pathway and dynamics of thylakoid membranes.
Probing the biogenesis pathway and dynamics of thylakoid membranes.
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DOI：
10.1038/s41467-021-23680-1
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发表时间：
2021-06-09
影响因子：
16.6
通讯作者：
Liu LN
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Huokko T;Ni T;Dykes GF;Simpson DM;Brownridge P;Conradi FD;Beynon RJ;Nixon PJ;Mullineaux CW;Zhang P;Liu LN
类囊体膜是如何形成代谢活性的膜网络，以及类囊体膜如何协调蛋白质复合物的插入和定位以实现有效的电子通量仍然是难以捉摸的。在这里，我们开发了一种方法来调节类囊体生物合成的杆状蓝藻细长聚球藻PCC 7942通过调节细胞生长过程中的光强度，并探测类囊体膜的时空逐步生物合成过程中的细胞。我们的研究结果表明，质膜和规则排列的同心类囊体层没有物理连接。新合成的类囊体膜片段出现在质膜和预先存在的类囊体之间。光系统I单体出现在类囊体膜比其他成熟的光系统组件，其次是光系统I三聚体和光系统II复合物的产生。类囊体生物发生过程中光合复合物的重新分配确保了功能性类囊体网络的空间组织的建立。这项研究提供了深入了解动态的生物合成过程和功能光合机构的成熟。蓝藻类囊体膜是光合作用和呼吸电子流等光依赖性反应的分子机制。在这里，作者表明，新合成的类囊体出现在质膜和预先存在的类囊体之间，并描述了光合复合物的时间依赖性组装过程。
How thylakoid membranes are generated to form a metabolically active membrane network and how thylakoid membranes orchestrate the insertion and localization of protein complexes for efficient electron flux remain elusive. Here, we develop a method to modulate thylakoid biogenesis in the rod-shaped cyanobacterium Synechococcus elongatus PCC 7942 by modulating light intensity during cell growth, and probe the spatial-temporal stepwise biogenesis process of thylakoid membranes in cells. Our results reveal that the plasma membrane and regularly arranged concentric thylakoid layers have no physical connections. The newly synthesized thylakoid membrane fragments emerge between the plasma membrane and pre-existing thylakoids. Photosystem I monomers appear in the thylakoid membranes earlier than other mature photosystem assemblies, followed by generation of Photosystem I trimers and Photosystem II complexes. Redistribution of photosynthetic complexes during thylakoid biogenesis ensures establishment of the spatial organization of the functional thylakoid network. This study provides insights into the dynamic biogenesis process and maturation of the functional photosynthetic machinery. Cyanobacterial thylakoid membranes host the molecular machinery for the light-dependent reactions of photosynthesis and respiratory electron flow. Here, the authors show that newly synthesized thylakoids emerge between the plasma membrane and pre-existing thylakoids and describe the time-dependent assembly process of photosynthetic complexes.
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影响因子：
5.9
作者：
Junglas B;Orru R;Axt A;Siebenaller C;Steinchen W;Heidrich J;Hellmich UA;Hellmann N;Wolf E;Weber SAL;Schneider D
通讯作者：
Schneider D
CP43无光系统II的亚基组成，Synechocystis sp。 PCC 6803：对光系统II的组装和修复的影响。
DOI：
10.1098/rstb.2012.0066
发表时间：
2012-12-19
期刊：
Philosophical transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological sciences
影响因子：
--
作者：
Boehm M;Yu J;Reisinger V;Beckova M;Eichacker LA;Schlodder E;Komenda J;Nixon PJ
通讯作者：
Nixon PJ
影响因子：
7.4
作者：
Barthel, Sandra;Bernat, Gabor;Schneider, Dirk
通讯作者：
Schneider, Dirk
影响因子：
9.2
作者：
Klotz, Alexander;Georg, Jens;Forchhammer, Karl
通讯作者：
Forchhammer, Karl
影响因子：
3.3
作者：
Agarwal, Rachna;Matros, Andrea;Sainis, Jayashree Krishna
通讯作者：
Sainis, Jayashree Krishna