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光合作用研究若干前沿进展与展望被引量：14: 2021年; 光合作用机理既是生命科学的重大基础前沿问题,其应用又与农业、能源和环境的可持续发展密切相关.本文主要概述了近年来光合作用研究在光合蛋白质机器的结构解析与调控、光合水裂解放氧及人工模拟、作物光能利用、二氧化碳同化以及合成生物学与光合作用等方向的前沿进展,探讨了未来发展趋势.结合我国光合作用研究面临的机遇与挑战,提出了面向2035年我国光合作用研究的若干重点发展方向.; 林荣呈杨文强王柏臣于龙江王文达田利金迟伟卢庆陶韩广业匡廷云; 关键词：光合作用光能利用效率作物合成生物学

硅藻岩藻黄素-叶绿素a/c蛋白--揭秘红系捕光天线复合物被引量：3: 2021年; 硅藻是海洋中一类重要的红色浮游植物,每年贡献了海洋40%或全球20%左右的原初生产力,在全球碳固定和地球化学循环中扮演重要角色。硅藻能取得如此成功生态位的一个重要因素是其捕光天线为具有出色捕光和光适应能力的岩藻黄素叶绿素a/c结合蛋白(FCP)。为研究硅藻在水下高效利用蓝绿光、传递和转化太阳能的机理,我们团队与合作者利用晶体学和冷冻电镜技术破解了硅藻FCP捕光天线和光系统超级复合物的结构,揭示了FCP蛋白的独特结构特征和聚合状态,以及与其结合的大量叶绿素a、叶绿素c和岩藻黄素等色素分子的结合细节,为揭秘硅藻光合膜蛋白机器高效运行机理提供坚实的结构基础。; 赵松浩陶秋爽沈建仁王文达; 关键词：硅藻捕光天线光系统

菠菜细胞色素b_6f复合体中单线态氧的产生和清除机制(英文): 2012年; 采用自旋捕捉电子顺磁共振技术研究了强光诱导下菠菜Cyt b6f中单线态氧(1O2*)产生和清除的分子机制,结果表明:在强光照射和有氧条件下,缺失Rieske Fe-S蛋白的Cytb6f和分离的Rieske Fe-S蛋白溶液中都检测到1O2*的产生,这证明Chla和Rieske Fe-S蛋白都是菠菜Cytb6f中光诱导1O2*产生的位点,而Chla是1O2*产生的主要部位。采用波长为675 nm的红光选择性激发Cytb6f中的Chla时,也检测到1O2*的产生,进一步支持了上述结论。此外,外加天然抗氧化物质,如抗坏血酸、谷胱甘肽、L-组氨酸和β-胡萝卜素,可清除系统中产生的1O2*。这很可能是菠菜Cytb6f中一种保护底物抵抗单线态氧光氧化的保护机制。; 桑敏秦晓春王文达陈晓波谢杰李良璧匡廷云; 关键词：叶绿素A 单线态氧光保护电子顺磁共振

岩藻黄素与岩藻黄素-叶绿素复合体(FCP)研究进展被引量：1: 2016年; 岩藻黄素又称岩藻黄质,是广泛存在于海洋藻类中的一种光合色素,为类胡萝卜素的含氧衍生物。岩藻黄素-叶绿素蛋白复合体(FCP)是由岩藻黄素和叶绿素共同组成的高效捕光蛋白复合物。主要综述了岩藻黄素的理化性质、生物活性、和提取方法以及FCP的功能、结构和提取方法。; 李文军张超王文达赵松浩秦松; 关键词：岩藻黄素生物活性

三角褐指藻岩藻黄素-叶绿素蛋白复合体的分离纯化和功能研究被引量：3: 2016年; 通过改进硅藻主要捕光天线(FCP)的分离和提取方法,得到高纯度、高均一性的三角褐指藻FCP蛋白,并通过电泳、液相色谱、质谱和吸收荧光光谱学等手段研究三角褐指藻FCP的氨基酸序列、色素组成和捕光特点等,初步预测三角褐指藻的结构和功能特点。结果表明三角褐指藻FCP含有198个氨基酸,与高等植物LHCII的序列Identity约为24%。三维结构预测显示FCP具有与LHCII相似的三次跨膜螺旋框架结构,但跨膜螺旋较短,且无膜表面螺旋结构。FCP中主要结合了叶绿素a、叶绿素c、岩藻黄素,不含叶绿素b,Chl.a/c为3.0。光谱学分析表明岩藻黄素可以在水下弱光环境中有效地捕获绿光,并高效地传递至叶绿素。而岩藻黄素在400—500 nm区域吸收的光能,向叶绿素传递效率较低,预示着岩藻黄素在强光下也有一定的光保护功能。FCP中有4个叶绿素结合的保守氨基酸位点,可能是其叶绿素结合位置,但岩藻黄素的结合位置因其结构和结合位点的变化而无法预测。研究为进一步探索FCP的结构和功能特性奠定了基础。; 徐才哲王文达艾鹏飞靳占忠桑敏匡廷云; 关键词：三角褐指藻岩藻黄素光谱

对氢键网络的干扰降低细胞色素b_6f复合体中Chla的光稳定性: 2015年; 细胞色素b6f蛋白复合体（Cyt b6f）参与光合膜上电子传递和跨膜质子转移,在体内以二体形式存在,每个单体只结合1分子叶绿素a（Chla）.该Chla性质独特,光照条件下十分稳定,是甲醇中游离Chla的120~130倍,然而其光稳定性的机制仍未彻底阐明.Cyt b6f 2.7的晶体结构显示,Chla中心的Mg离子和H2O分子配位,并且该H2O分子通过氢键与复合体亚基Ⅳ的氨基酸G136和T137相互作用.本研究基于这一结构特点,对上述2个氨基酸进行了定点突变,以干扰、破坏氢键网络.结果发现,突变不仅导致蛋白与Chla结合能力下降,而且显著降低了Chla的光稳定性,这一结果表明,Cyt b6f中Chla相关的氢键网络对其稳定性具有重要的作用.; 芦亚菲曲娜陈晓波王文达; 关键词：叶绿素A 光稳定性氢键细胞色素

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王文达