從納米尺度觀察單細(xì)胞紅藻
山東大學(xué)微生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東大學(xué)海洋生物技術(shù)研究中心，荷蘭萊頓大學(xué)的研究人員從納米尺度上，直接觀察到了單細(xì)胞紅藻——紫球藻天然狀態(tài)下藻膽體的三維形貌及其在類囊體膜上的排列格式，這對(duì)于闡明光合作用的機(jī)制、進(jìn)化及其在生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)中的應(yīng)用具有重要的意義。這一研究結(jié)果以封面文章的形式發(fā)表在雜志《生物化學(xué)雜志》（Journal of Biological Chemistry）上。
文章的通訊作者是來(lái)自微生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的張玉忠教授，其早年畢業(yè)于山東師范大學(xué)生物系，曾先后訪問(wèn)過(guò)美國(guó)威斯康星州立大學(xué)（訪問(wèn)學(xué)者），俄亥俄州立大學(xué)、UCLA、夏威夷大學(xué)、華盛頓大學(xué)西雅圖分校。主要研究方向包括海洋微生物學(xué)與海洋微生物技術(shù)，深、遠(yuǎn)海微生物資源的多樣性、重要的生命過(guò)程與環(huán)境響應(yīng)。
多年來(lái)，國(guó)內(nèi)外一直用透射電子顯微鏡技術(shù)研究藻膽體的結(jié)構(gòu)，但透射電子顯微鏡觀察的是樣品的二維結(jié)構(gòu)。張玉忠教授課題組劉魯寧等人，利用原子力顯微鏡技術(shù)，從納米尺度上，直接觀察到了單細(xì)胞紅藻——紫球藻天然狀態(tài)下藻膽體的三維形貌（64×42×28nm）（長(zhǎng)×寬×高）及其在類囊體膜上的排列格式。研究發(fā)現(xiàn)紫球藻藻膽體在類囊體膜上的排列格式具有多樣性，更有意義的是，各種不同排列格式中，藻膽體在類囊體膜上的排列都是非常擁擠的。此外，張玉忠教授與荷蘭萊頓大學(xué)Thijs J. Aartsma教授等合作，利用單分子光譜技術(shù)，發(fā)現(xiàn)強(qiáng)光下紫球藻通過(guò)藻膽體內(nèi)部能量傳遞解偶聯(lián)，來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)多光能的耗散，避免過(guò)多光能對(duì)光系統(tǒng)II的傷害，根據(jù)上述研究結(jié)果，提出了紅藻中新的過(guò)多能量耗散機(jī)制模型。研究成果近期發(fā)表在PLOS ONE（2008,3（9）:e3134）上。
藻膽體是藍(lán)藻（藍(lán)細(xì)菌）和紅藻光合作用的主要捕光色素蛋白復(fù)合物，由藻膽蛋白和連接蛋白組成，分布于類囊體膜的表面，負(fù)責(zé)光能的吸收，并主要傳遞給光系統(tǒng)II，實(shí)現(xiàn)光能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)變。藻膽蛋白和藻膽體的結(jié)構(gòu)與功能的研究，對(duì)于闡明光合作用的機(jī)制、進(jìn)化及其在生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)中的應(yīng)用具有重要的意義。
從納米尺度觀察單細(xì)胞紅藻
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