这项由谢菲尔德大学领导的研究揭示了细胞色素b6f的结构——一种通过光合作用显着影响植物生长的蛋白质复合物。
科学家们已经解决了光合作用关键组成部分之一的结构，这一发现可能导致光合作用被“重新设计”以实现更高的产量并满足紧迫的粮食安全需求。
光合作用是地球上生命的基础，提供维持生物圈和人类文明的食物、氧气和能量。
使用高分辨率结构模型，该团队发现蛋白质复合物提供了植物细胞叶绿体中发现的两种光能叶绿素蛋白（光系统I和II）之间的电连接，将阳光转化为化学能。
该研究的第一作者、谢菲尔德大学分子生物学和生物技术系的博士生LornaMalone说：“我们的研究为细胞色素b6f如何利用通过它的电流来启动‘质子电池’。然后可以使用这种储存的能量来制造ATP，即活细胞的能量货币。最终，这种反应提供了植物将二氧化碳转化为维持全球食物链的碳水化合物和生物质所需的能量”。
使用单粒子低温电子显微镜确定的高分辨率结构模型揭示了细胞色素b6f作为传感器调节光合效率以响应不断变化的环境条件的额外作用的新细节。这种反应机制可保护植物在暴露于干旱或过度光照等恶劣条件下时免受损害。
谢菲尔德大学生物化学专业的读者、该研究的一名导师马特·约翰逊博士补充说：“细胞色素b6f是光合作用的跳动心脏，在调节光合作用效率方面起着至关重要的作用。
“以前的研究表明，通过操纵这种复合体的水平，我们可以种植更大更好的植物。凭借我们从我们的结构中获得的新见解，我们可以希望合理地重新设计作物植物的光合作用，以实现我们迫切需要的更高产量，以便到2050年维持预计的9-100亿全球人口”。
该研究是与利兹大学阿斯特伯里结构分子生物学中心合作进行的。
研究人员现在的目标是确定细胞色素b6f是如何被无数调节蛋白控制的，以及这些调节剂如何影响这种复合物的功能。
