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紫细菌低光适应时捕光能力维持的分子机制尚不明确。研究人员结合冷冻电镜（cryo-EM）、超快光谱及理论建模，发现分子和网络水平的结构与动力学变化可增强能量传递，平衡低光下的捕获与捕获，为人工系统设计提供洞见。
紫细菌通过低光适应维持捕光能力，但其分子机制一直不明确。通过结合冷冻电镜（cryo-EM）、超快光谱和理论建模，研究确定了分子和网络水平的结构和动力学变化，这些变化可增强能量传输，以在低光下平衡捕获和陷阱。这些观察加深了对自然条件下捕光的理解，并可为稳健人工系统的设计原则提供见解。
紫细菌在波动条件下的高效捕光是至关重要的。作为最古老和高效的光合生物之一，紫细菌通过表达光谱移动的天线复合体并形成广泛的天线域来适应低光环境，增加能量捕获。利用冷冻电镜（cryo-EM）和超快光谱，发现氢键模式可精确诱导光谱移动，重新分配天线复合体内的能量。通过补充模拟进一步表明，重新分配可增强能量传输，以在广泛的天线域中维持有效的能量流动。结果表明，单个天线复合体的特性被动态优化，以在波动条件下维持捕光。
亮点：
- 观察到氢键数量和强度精细调节天线复合体的吸收
- 发现激发态能量在低光天线复合体中空间重新分布
- 表明重新分布使额外的复合体间能量转移途径成为可能
总结：紫细菌在不同环境中以高量子效率将太阳能转化为生物化学能。在低光下，许多物种增加天线复合体的数量，并用蓝移变体 LH3 取代主要光捕获复合体 2（LH2）。蓝移的结构基础及其对太阳能转化动力学的影响尚不清楚。在此，整合冷冻电镜、超快光谱和量子动力学模拟，比较了嗜酸红芽菌（Rhodoblastus acidophilus）菌株 7750 的 LH2 和 LH3。分析显示，氢键动态调节跃迁能量，在 LH3 的细菌叶绿素环之间引入了以前未报道的激发能量平衡。这种能量重新分布开辟了新的复合体间途径，使能量传输速度提高 68%，即使在较大的天线中也能维持高转换效率。总之，这些结果确立了结构修饰作为可调旋钮，以优化吸收和传输，从而在波动条件下实现稳健的捕光。
