物理科技生物学-PHYICA

从小处着手回永井亚里沙答关于光合作用的大问题

生物 2021-12-19 00:03:41

利兹大学 光被植物膜中的集光蛋白吸收

能量激发蛋白质,蛋白质自我排列的方式决定了能量通过植物传递的方式

荣誉:索菲·梅雷迪思,利兹大学 新的科学技术正在揭示蛋白质在光合作用中扮演的复杂角色

尽管光合作用是在近300年前被发现的,但对于科学来说,它仍然有许多未解之谜,特别是蛋白质如何组织自己将阳光转化为化学能,同时保护植物免受过多阳光的伤害

现在,利兹大学和日本神户大学的研究人员正在合作开发一种研究光合作用的新方法

他们使用模拟天然植物膜的混合膜和先进的显微镜,对光合作用进行纳米尺度的研究——对不到十亿分之一米的生命的研究——以揭示单个蛋白质分子的行为

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指导这项研究的利兹大学物理和天文学院副教授彼得·亚当斯说:“几十年来,科学家们一直在从整个植物的生物学角度来理解光合作用

这项研究正在分子水平和蛋白质相互作用的方式上解决这个问题

“加深对光合作用的理解将造福人类

它将帮助科学家找到保护和提高作物产量的新方法,并激励技术人员开发新的太阳能材料和组件

" 这项发现发表在学术期刊《小》上

当光子或光能包导致捕光蛋白质内的色素被激发时,光合作用就发生了

这些蛋白质自我排列的方式决定了能量如何传递给其他分子

这是一个复杂的系统,在植物内许多不同的色素、蛋白质和光收集膜层中发挥作用

它共同调节能量的吸收、转移以及这种能量向其他有用形式的转化

为了理解这个复杂的过程,科学家们一直在使用一种叫做原子力显微镜的技术,这种技术能够揭示几纳米大小的薄膜成分

困难在于天然植物的膜非常脆弱,可以被原子力显微镜破坏

但去年,神户大学的研究人员宣布,他们已经开发了一种由天然植物材料和合成脂质组成的杂化膜,这种膜可以替代天然植物膜——最重要的是,当放在原子力显微镜下时,这种膜更稳定

利兹大学的研究小组使用了这种杂化膜,并对其进行了原子力显微镜和另一种先进的可视化技术——荧光寿命成像显微镜,即FLIM

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同样来自利兹大学物理学院的研究员索菲·梅雷迪思是这篇论文的主要作者

她说:“FLIM和原子力显微镜的结合使我们能够观察光合作用的元素

它让我们深入了解动态行为和发生的互动

“重要的是,我们可以控制杂化膜中的一些参数,这样我们就可以分离和控制各种因素,这有助于实验研究

“本质上,我们现在有了一个‘试验台’和一套先进的成像工具,可以揭示光合作用的亚分子工作原理

"

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