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藻类光合作用捕光蛋白-色素复合物的三维结构与功能研究 |
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| 成果名称： |
藻类光合作用捕光蛋白-色素复合物的三维结构与功能研究 |
| 获奖编号： | 2003基-1-003 |
| 获奖等级： | 北京市科学技术壹等奖 |
| 完成单位： | 中国科学院生物物理研究所 |
| 完成人员： | 常文瑞、江 涛、张季平、梁栋材、刘锦玉 |
| 截止日期： | |
| 鉴定日期： | 1991.01.01—2001.12.31 |
| 成果简介： |
项目名称：藻类光合作用捕光蛋白-色素复合物的三维结构与功能研究
光合作用的重要性众所周知，光合生物捕光系统蛋白的三维结构研究对阐明光合反应机理具有重要意义。 本项目的研究内容包括两部分：（1）用X-射线单晶结构分析方法测定组成藻类光合作用捕光系统的藻胆蛋白的三维结构；（2）在三维结构的基础上，探讨光能吸收和传递的途径与机制。主要成果如下：
1.完成了构成藻类捕光系统-藻胆体的三种共四个藻胆蛋白：R-藻红蛋白（R-PE），R-藻蓝蛋白（R-PC），C-藻蓝蛋白（C-PC）和别藻蓝蛋白（APC）的三维结构的测定和精化。以上三种蛋白均属超大分子，其中R-藻红蛋白的分子量达26万，约为胰岛素的50倍，天花粉的10倍，是国际上第一个R-藻红蛋白的三维结构，也是我国继胰岛素和天花粉之后用多对同晶置换法测定的第三个具有原始创新性的生物大分子的三维结构。以上结构信息为定量地分析能量传递提供了可靠的数据基础，结构数据已存入国际蛋白质银行。
2.所测定的四个藻胆蛋白均为蛋白与色素分子的复合物。为数众多的色素分子在蛋白骨架中特定的分布和空间取向构成了高效地能量传递的网络，基于这些精确的结构数据，对每种藻胆蛋白内部能量传递的可能通道和传递方式进行了定量的分析和讨论。
3.天然的藻类光合作用捕光天线中，藻胆蛋白的排列是特定的，即藻红蛋白位于最前端，它接收的光能传给中间的藻蓝蛋白，然后能量传到别藻蓝蛋白。我们已测定了以上三类不同的的藻胆蛋白，基于对这些结构信息的综合分析，提出了能量在藻胆体内传递的可能通路的模型以及由芳香残基组成的能量传递的辅助通路。并提出了在不同类型的藻胆蛋白中能量传递的五种方式。
该研究成果丰富和加深了人们对光合作用机理的认识，该成果提供的精确的结构数据和新发现已被国际同行接受和引用，反映我国在这一前沿领域已占据了重要位置。 |
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