一种陆生真眼点藻来源的结合FNR的最小PSI-LHCI超复合体的结构与能量传递

由 root 提交于 周六, 10/17/2026 - 06:23

内容形式:摘要译文

土壤微藻能够耐受强光等严酷的陆生环境胁迫。真眼点藻类是不等鞭毛类中的一个独立演化支系,广泛分布于多种水生和陆生环境,但其光合装置的结构组织仍知之甚少。在此,我们以 2.44 Å 分辨率解析了陆生真眼点藻 Vischeria stellata 中与铁氧还蛋白-NADP⁺还原酶(FNR)结合的光系统 I-捕光复合体 I(PSI-LHCI)超复合体的冷冻电镜结构。该超复合体包含一个单体 PSI 核心,仅与三个 LHCI 亚基结合,是目前结构表征的由紫黄质-叶绿素 a 蛋白(VCP)组成的红色谱系 PSI 复合体中报道的最小型 PSI-LHCI。三个结构特征和排列方式各异的 VCPI 沿 PSI 的 PsaL-PsaI-PsaM 一侧形成紧凑的带状结构。该结构还解析了 FNR 的一个含 43 个残基的 N 端片段(FNR-N),其结合于 PSI 的基质侧表面,并由 PsaL 中真眼点藻类保守的插入片段以及 PsaD 的 N 端区域共同稳定。相比之下,FNR 的催化区域未能解析,表明其具有构象柔性。计算模拟显示,三个 VCPI 亚基与 PSI 核心之间可能存在激发能传递通路,并指出谱系特异性色素有助于在极为紧凑的捕光天线中维持能量连通性。我们的分析还揭示,尽管捕光天线的大小和组织方式发生了显著分化,FNR 的锚定方式仍保持保守。这些发现揭示了一种模块化演化原则:在 PSI 受体侧组织结构得以保留的同时,捕光天线则经历了大幅重塑,

为理解光合能量转换在生态转变过程中的多样化提供了一个框架。

关键词:光系统I · LHCI超复合体 · 冷冻电镜 · 铁氧还蛋白-NADP⁺还原酶 · 光能传递 · 真眼点藻

原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.10.743057v1?rss=1