探秘南极细菌视紫红质与类胡萝卜素复合物：解锁光化学奥秘的关键一步

目前，视紫红质（rhodopsins）与类胡萝卜素结合的结构及功能研究较少。为深入了解细菌的光捕获过程，研究人员开展了对南极细菌 Hymenobacter psoromatis（菌株 PAMC26554）的微生物视紫红质（HbR1）与玉米黄质的研究，发现二者紧密结合，这对多领域研究意义重大。

　　如今，只有少数视紫红质（rhodopsins）与类胡萝卜素结合的结构被解析并进行了功能表征。然而，视紫红质 - 类胡萝卜素复合物是很有前景的分子系统，有助于理解细菌的光捕获过程，因为这类复合物能够吸收到达地球表面太阳能的很大一部分。对视紫红质的类胡萝卜素 - 视黄醛（retinal）复合物中能量吸收和转移机制的理解，将推动现代生物科学不同领域的重大进展，如生态学、蛋白质工程、光遗传学等。在这里，研究人员对来自南极细菌 Hymenobacter psoromatis（菌株 PAMC26554）的微生物视紫红质（HbR1）和玉米黄质（zeaxanthin）的结构进行了长达 1 微秒（μs）的分子动力学研究。视紫红质的结构通过一种新的多模态分子结构预测基础模型 Chai - 1 进行预测，并在 10×10×12 纳米的盒子中，于水合的明确脂质双分子层中进行经典分子动力学（MD）验证。研究模拟结果显示，类胡萝卜素和视紫红质紧密结合，类胡萝卜素和视黄醛最接近原子之间的平均距离为 0.25 纳米。