紫硫菌适应低钙环境的光合机制
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2024-02-23 15:20:20
摘要 与植物不同，光合细菌不会产生氧气作为光合作用副产品，因为它们使用硫化氢而不是水将太阳能转化为化学能(电子)。该过程由蛋白质复合物、光...
与植物不同，光合细菌不会产生氧气作为光合作用副产品，因为它们使用硫化氢而不是水将太阳能转化为化学能(电子)。该过程由蛋白质复合物、光捕获 1 反应中心 (LH1-RC) 精心策划。许多 PSB 在富含钙的环境中生长，例如温泉和海水。在三维 LH1-RC 结构中，LH1 天线蛋白通常与钙相关。然而，异色菌(Allochromatium vinosum)的光合机制仍然难以捉摸 ，异色菌是一种能够在低钙或软水环境中繁衍生息的自养细菌模型物种，假设钙不参与该模型的光合作用过程。
研究人员使用冷冻电子显微镜，以能够实现单个氨基酸可视化的分辨率揭示了该模型物种的 LH1-RC 结构。这些观察结果表明钙仅在 LH1 亚基的六个特定位点结合。相比之下，密切相关的嗜热细菌 Thermochromatium tepidum 在所有 16 个 LH1 亚基上显示出钙附着，表明钙结合依赖于氨基酸序列模式。这些结果意味着该物种的进化适应，使其能够在低钙环境中结合微量的钙，从而提高其光合作用的热稳定性。
这些发现可能会促进太阳能的有效利用，并有助于环境保护，并强调某些物种在淡水中进行光合作用，同时将对许多生物体有的硫化氢解成硫的能力。
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