2021年9月17日，，，，，北京大学赵进东院士课题组与高宁教授课题组在Nature Communications上颁发了题为“Structural Insight into the Mechanism of Energy  Transfer in Cyanobacterial Phycobilisomes” 的钻研论文。。。。。。论文利用冷冻电镜技术初次解析了两种蓝细菌藻胆体（Phycobilisomes, PBS）的高分辨结构，，，，，并结合生化试验，，，，，初次证了然PBS亚基上的芳香族氨基酸直接参加光能传递（excitation energy transfer，，，，，EET）。。。。。。

  光合作用是地球上最沉要的反映之一，，，，，将光能转化为化学能。。。。。。光合作用的肇始是光能的吸收和传递，，，，，这个过程通常是由光合生物的捕光天线复合体来实现的。。。。。。藻胆体就是一类存在于蓝细菌和红藻中的捕光天线复合体。。。。。。它吸收并传递光能给光反映中心，，，，，而后启动电子传递链，，，，，并产生后续的化学反映。。。。。。固然蓝细菌藻胆体上世纪70年代就已被体表纯化，，，，，但是半个多世纪以来仍没有获得其高分辨结构，，，，，这与藻胆体在体表只能存在于常温高盐环境有关。。。。。。本钻研解决了蓝细菌藻胆体冷冻造样的难题，，，，，通过冷冻电镜成功解析了两种蓝细菌藻胆体的高分辨率结构。。。。。。这两种藻胆体都属于半碟形，，，，，一种是三核六杆（聚球藻，，，，，Synechococcus sp. PCC 7002），，，，，常见于单细胞蓝细菌（图1a-d）；；；；；；；另一种是五核八杆（鱼腥藻，，，，，Anabaena sp. PCC 7120），，，，，常见于丝状体蓝细菌（图1e-h）。。。。。。

  图1 两种蓝细菌藻胆体复合物示意图

  藻胆体吸收的能量经过色素团（bilin）的传递最终会荟萃在ApcE和ApcD上，，，，，ApcE和ApcD别离是EET到光系统II和光系统I的终端发射器。。。。。。高分辨的结构提供了藻胆体上色素团的精确散布。。。。。。藻胆体的色素团之间的距离通常都在30 ?左右。。。。。。现实上，，，，，光能在藻胆体的内部的传递是极度迅速的，，，，，这批注在藻胆体内部还存在此外介质传递光能。。。。。。藻胆体蛋白富含丰硕的芳香族氨基酸，，，，，而芳香族氨基酸的苯环能够和色素上的四吡咯环形成π-π相互作用，，，，，所以领域内猜测芳香族氨基酸在能量传递中存在极度沉要的作用。。。。。。为了验证这些如果，，，，，本钻研针对藻胆体能量传递的终端亚基ApcF和ApcD，，，，，系统性的设计了芳香族氨基酸点突变尝试，，，，，并初次利用尝试证据证了然藻胆体蛋白的芳香族氨基酸对光能传递的沉要作用（图2a-j）。。。。。。

  图2 蓝细菌藻胆体能量传递过程中的关键氨基酸

  更为沉要的是，，，，，在蓝细菌内部，，，，，藻胆体味在类囊体膜上有序分列形成巨大的PBS 阵劣祝。。。。。通过把本钻研中获得的PBS结构拟合到低分辨率的PBS阵列结构中(Rast et al., 2019)，，，，，作者们发现相邻藻胆体之间的色素团距离很近，，，，，暗示藻胆体之间可能会存在着光能的传递。。。。。。这些分析批注细胞内藻胆体在类囊体膜上能够形成一个复杂且高度互订交错的能量传递网络（图3a-d）。。。。。。

  图3 蓝细菌藻胆体类囊体膜上的散布及光能传递

  综上所述，，，，，本钻研初次解析了蓝细菌中两种拥有宽泛代表性的藻胆体的高分辨结构，，，，，初次证了然芳香族氨基酸以及衔接蛋白在EET中的作用。。。。。。这些数据为理解光合作用的能量传递提供了关键信息，，，，，也为将来人为合成捕光天线复合体提供了潜在的线索。。。。。。

  北京大学性命科学学院赵进东院士和高宁教授为本文的共同通讯作者。。。。。。高宁组博士生郑吕钦和赵进东组博士后郑正高、李西莹为本文的共同第一作者。。。。。。在疫情期间，，，，，冷冻电镜平台的王国鹏博士为本课题提供了沉要的数据网络和推算支持。。。。。。本钻研得到了国度沉点研发打算、国度天然科学基金委、性命结合中心、膜生物学国度沉点尝试室、蛋白质和植物基因工程国度沉点尝试室和北京大学性命科学学院启东产业创新基金的经费支持，，，，，以及冷冻电镜平台、北京大学电镜尝试室、高机能推算中心、生科院仪器中心及凤凰工程的技术支持。。。。。。