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Calredoxin 一种促进有效光合作用的新型蛋白质

2019-01-12 10:32:10 • 来源：

一组研究人员报告了一种名为Calredoxin的新蛋白质的结构和功能。钙氧化还原酶结合钙并催化，依赖于其结合，氧化还原反应，特别是驱动有害氧物质的解毒。研究人员正在研究这种蛋白质如何在钙和氧化还原依赖性反应的十字路口发挥作用，以促进有效的氧光合作用。

Calredoxin 一种促进有效光合作用的新型蛋白质

太阳能转化为化学能和通过含氧光合作用从无机化合物中提取建筑材料，支持了这个星球上的大部分生命。在植物中，这些反应位于叶绿体中。氧气的产生和二氧化碳同化为有机物质在很大程度上决定了我们大气的组成。

为了应对不同的光强度，含氧光合生物已经进化出适应策略，旨在优化光合作用并减少氧化应激。有害的氧物种，如活性氧(ROS)，特别是在波动的光和高光应力下通过光合作用产生。在最新一期的Nature Communications中，来自植物生物学和生物技术研究所的Michael Hippler教授(德国WWU明斯特)和蛋白质研究所的Genji Kurisu教授(日本大阪大学)的国际团队报告了一种名为“Calredoxin”的新蛋白质的结构和功能。

钙氧化还原酶结合钙并催化其依赖于其结合的氧化还原反应。特别是在ROS的解毒作用中，氧化还原反应起着至关重要的作用。钙是含氧光合作用中的必需元素，也是高光胁迫调节的关键。在绿藻莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)的叶绿体中发现了Calredoxin，并且例如在轻度胁迫下参与由Peroxiredoxin介导的ROS的解毒作用。

具有结合钙离子的钙氧还蛋白的X射线结构以1.6Å的分辨率成功解决，其结构适用于钙的分子内通讯(图1A，橙色，粉红色)和氧化还原信号传导(图1A，蓝色)和相互作用。与Peroxiredoxin的分子相互作用(图1B)。因此，钙氧化还原在钙和氧化还原依赖性反应的交叉点起作用，以促进有效的氧光合作用(图2)。

限制世界作物生产力是一个严重的问题。解决该问题的一个潜在可能性是提高光合作用的效率。有效光合作用的一个主要限制是生物体在充足的阳光下吸收的光比它们可以有效利用的更多，因此植物已经进化出多种光学转化机制，包括目前新发现中描述的机制。虽然我们的研究结果与基础研究水平有关，但它们可能有助于解决农业危机，重新设计光合作用，这对我们来说将是一项重大的科学挑战。

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