【人民医生网讯】2月27日，科技部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）发布了2019年度中国科学十大进展。中科院植物研究所沈建仁、匡延云课题组、清华大学隋森芳课题组与浙大医学院张兴课题组合作，率先破解了硅藻、绿藻光合膜蛋白超分子结构和功能之谜，该成果入选2019年度中国科学十大进展。

光合作用是地球上最重要的化学反应，通过把太阳光能转变成化学能，为地球上绝大多数生命提供食物和氧气。光合作用不仅驱动着我们星球的环境变化、驱动着高级生命的起源和进化，也为人类文明的诞生和发展奠定了基础。

光合作用是通过植物和藻类细胞中的光系统来进行，光系统核心被众多的捕光天线复合体所环绕，形成了光系统超级复合体。为了能够在水下低光强条件下更有效捕获光能，绿藻完整的光系统超级复合体比植物的主要超级复合体包含更多的天线亚基和色素分子，但绿藻光系统超级复合体的详细结构和能量传递途径一直没有被破解。

合作团队利用单颗粒冷冻电镜绿藻完整的光系统超级复合体结构，率先破解了硅藻绿藻等光合膜蛋白超分子结构和功能之谜。浙大医学院附属邵逸夫医院双聘教授张兴课题组利用冷冻电镜完成了绿藻光系统II超级复合体的原子结构解析。该成果中的冷冻电镜数据收集、图像处理以及结构解析等大量工作均在浙大医学院邵逸夫冷冻电镜中心完成。原子结构显示，绿藻光系统II超级复合体是一个二聚体，每个单体由位于中央的光系统II核心复合体和环绕该核心的3个捕光天线三聚体以及两个其他外围天线亚基所构成。在绿藻光系统II核心复合体中还发现了巨大数量的色素分子，从这些色素分子的排列特征上推断了能量从外围天线到光系统II核心的可能传递途径。结果不仅对揭示自然界光合作用的光能高效转化机理及其演化具有重要意义，也为人工模拟光合作用、指导设计新型农作物、打造智能化植物工厂提供了新思路、新策略。（人民医生网—中国先进的医疗医药行业专家服务与学术推广平台，组织基层医院院长培训、基层卫生干部培训、乡镇卫生院培训、社区卫生服务中心培训、共识指南等各类学术推广会议。）