关于地球上最重要的生化反应的新知识：植物吸收二氧化碳的一个步骤

一项新的研究表明，植物细胞中的一组蛋白质在光合作用调节中所起的作用比人们曾经认为的要重要得多。这项研究是全面了解光合作用调节和增加植物吸收二氧化碳以造福气候的重要一步。

　　

但是，地球上生命最重要和最基本的功能——光合作用——直到现在才与植物选择或育种相关，而人类活动产生的温室气体排放正威胁着我们的星球。借助现有的新技术，世界各地的科学家正在努力了解植物驱动光合作用的内部过程。

在科学期刊《美国国家科学院院刊》上发表的一项新研究中，来自哥本哈根大学植物与环境科学系的研究人员刚刚发现，植物叶片细胞中一组名为CURT1的蛋白质在光合作用中发挥的作用比以前认为的要重要得多。

“我们已经发现CURT1蛋白从种子阶段就控制着植物绿叶的发育。因此，蛋白质对光合作用的有效建立有重要影响，”该研究的主要作者、副教授马赛厄斯·普里比尔解释说。

促进光合作用的蛋白质

CURT1蛋白以前被认为发挥的作用较小，只存在于发育完全的叶片中。但是，利用最先进的成像技术(摄影和计算机设备)，研究人员放大了3万倍的一系列实验拟南芥(拟南芥)植物的生长。这使得他们能够在分子水平上研究这些植物。研究人员可以看到，CURT1蛋白从植物生命的最初阶段就存在了。“从土壤中出来对植物来说是一个关键时刻，因为它受到阳光的照射，需要迅速进行光合作用才能生存。在这里，我们可以看到CURT1蛋白质协调过程，启动光合作用，让植物生存，这是我们以前不知道的，”马赛厄斯·普里比尔解释说。

光合作用发生在叶绿体中，叶绿体是植物细胞中长0.005毫米的椭圆体，是植物叶片细胞中的一种器官。在每个叶绿体中，膜承载着蛋白质和其他使光合作用成为可能的功能。

CURT1蛋白质控制着这层膜的形状，这使得植物细胞中的其他蛋白质更容易移动，并在光合作用周围执行重要任务，这取决于植物周围环境的变化。这可能是在阳光强烈时修复吸收光的蛋白质复合物，或者在阳光微弱时提高叶绿体吸收光能的能力，”Pribil解释说。

改进的有限公司₂未来的吸收

这项新发现让我们对地球上最重要的生物化学反应有了更深入的了解。的确，没有植物，动物和人类都不会在我们的星球上存在。到目前为止，这一结果只适用于thale cress植物，但如果CURT1蛋白对光合作用的重要性没有扩展到其他植物，Pribil将“非常惊讶”。

“这是理解所有控制光合作用成分的重要一步。问题是我们是否可以利用这一新知识来改善一般植物中的CURT1蛋白质复合物，从而优化光合作用，”Mathias Pribil说，他补充道:

“我们的很多研究都围绕着提高光合作用的效率，这样植物就可以吸收更多的二氧化碳。正如我们在农业历史上选择和培育了最好的作物一样，现在的工作是帮助大自然成为最好的二氧化碳吸收器，”Mathias Pribil说。

光合作用的事实:

• 光合作用是地球上最重要的生物过程之一，因为它产生了大气中的大部分氧气，几乎所有生命都依赖于氧气。

• 当太阳能将二氧化碳和水转化为氧气和葡萄糖形式的有机物时，绿色植物、藻类和一些细菌就会发生光合作用。

• 葡萄糖被转化为营养物质，供植物和动物使用。窝商店丹麦语

CURT1蛋白质的事实:

• CURT1是一个蛋白质组，它协调叶绿体内部膜的结构过程，使光合作用更有效地进行。

• 人们曾经认为这种蛋白质只存在于有成熟叶片的植物中，而这种蛋白质的作用不那么重要。科学家现在知道蛋白质组是管理光合作用的中心。

• 该蛋白质组还可以帮助植物叶片根据阳光强度增加或减少其获取光的能力。

• CURT1蛋白含量不平衡的植物——无论是太多还是太少——死亡率都更高，而且通常生长较差。

Journal Reference:

1. Omar Sandoval-Ibáñez, Anurag Sharma, Michał Bykowski, Guillem Borràs-Gas, James B. Y. H. Behrendorff, Silas Mellor, Klaus Qvortrup, Julian C. Verdonk, Ralph Bock, Łucja Kowalewska, Mathias Pribil. Curvature thylakoid 1 proteins modulate prolamellar body morphology and promote organized thylakoid biogenesis in Arabidopsis thaliana. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2021; 118 (42): e2113934118 DOI: 10.1073/pnas.2113934118