Plant Physiology | 武汉大学/加州大学合作团队揭示CYP37影响强光下植物光合电子传递的新机制

以下文章来源于植物生理PlantPhysiol ，作者PP

光合作用是地球上最大规模的物质和能量转换过程，是地球上生命存在、繁荣和发展的根本源泉。光合作用光能的吸收、传递和转换是在具有一定分子排列及空间构象、镶嵌在叶绿体光合膜上的捕光及反应中心色素蛋白复合体中高效进行的。光合电子传递链主要是由四大光合复合体组成，包括光系统II (PSII)、 细胞色素b6/f复合体 (Cyt b6/f)、 光系统I (PSI)、 ATP合酶（ATPase）。

Cyt b6/f复合体位于PSII和PSI之间，同时参与线性电子传递和环式电子传递。尽管Cyt b6/f复合体的功能已经比较清楚，但其调控机制却鲜有报道。研究Cyt b6/f复合体的调控，有助于优化和改造能量在光合膜上的传递方式，进一步增加光能利用效率。

近日，武汉大学侯昕教授团队与加州大学伯克利分校栾升教授团队合作在Plant Physiology杂志在线发表了题为“Cyclophilin 37 mediates electron transport by maintaining the cytochrome b6/f complex under high light conditions”的研究论文。该研究阐明了拟南芥中亲环素蛋白CYP37通过与Cyt b6/f复合体相互作用调控植物光合电子传递效率，提高植物对强光的适应性。

该项研究发现，CYP37作为一种类囊体腔定位的亲环素，通过与Cyt b6/f复合体的大亚基PetA的PetA亚基特异性相互作用，调节Cyt b6/f复合体的功能，影响PSII到PSI的电子传递。尤其在强光胁迫下，CYP37缺失导致从Cyt b6/f到光系统I的电子传递受阻，PSI的电子传递效率显著下降，从而产生大量ROS。而ROS的过度积累导致突变体的光损伤加剧、叶绿素降解增加和花青素生物合成减少。该研究结果阐明了植物通过调控Cyt b6/f复合物的活性来调节光合链上的电子流动速率以适应强光胁迫的新机制。

武汉大学生命科学学院在读博士生杨晓霞及加州大学伯克利分校的车玉芬博士、Veder J. García博士为该论文的共同第一作者。武汉大学生命科学学院侯昕教授和加州大学伯克利分校栾升教授为论文的共同通讯作者。加州大学伯克利分校的沈建强博士以及武汉大学的郑裕彤、苏哲正、朱丽等研究生参与了该研究。该研究获得了国家重点研发计划(2021YFA0909600)、湖北省自然科学基金(2022CFA025)和湖北洪山实验室的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1093/plphys/kiad268

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