摘要：
科学家已经解决了光合作用的关键成分之一的结构，这一发现可能会导致光合作用的“重新设计”，以实现更高的产量，满足紧迫的粮食安全需求。
由谢菲尔德大学领导的这项研究今天发表在《自然》期刊上，揭示了细胞色素b6f的结构，这是一种通过光合作用显著影响植物生长的蛋白质复合物。光合作用是地球生命的基础，为维持生物圈和人类文明提供食物、氧气和能量。
利用高分辨率的结构模型，研究小组发现该蛋白质复合物在植物细胞叶绿体中发现的两种光动力叶绿素蛋白质(光电系统I和II)之间提供了电连接，这两种蛋白质将光能转化为化学能。
Lorna Malone是这项研究的第一作者和博士。谢菲尔德大学分子生物学和生物技术系的一名学生说：“我们的研究为细胞色素b6f如何利用流经它的电流为质子电池供电提供了一个重要的新见解。然后可以使用这些储存的能量。最后，这种反应提供了植物将二氧化碳转化为维持全球食物链所需的碳水化合物和生物质所需的能量。”
单粒子冷冻电子显微镜确定的高分辨率结构模型揭示了细胞色素b6f作为传感器的新细节，它可以根据变化的环境条件调整光合效率。这种反应机制可以保护植物免受恶劣环境(如干旱或强光)的伤害。
谢菲尔德大学生物化学专业的读者、研究负责人之一马特约翰逊博士补充道：“细胞色素b6f是光合作用的跳动心脏，在调节光合作用的效率方面起着至关重要的作用。
“以前的研究表明，通过控制这种复合物的水平，我们可以种植更大更好的植物。利用我们从结构中获得的新知识，我们有望合理地重新设计作物的光合作用，以实现迫切需要的更高产量。到2050年，世界估计人口将保持在90-100亿。”现在，研究人员旨在确定细胞色素b6f是如何被各种调节蛋白控制的，以及这些调节蛋白是如何影响复合物的功能的。
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