記者27日從中國科學技術大學獲悉，該�？蒲腥藛T在藍藻光合作用功效調控機制研究上獲重大突破，揭開藍藻光合作用的“關鍵先生”神秘面紗——催化酶RuBisCO的組裝調控機理。

　　藍藻作為地球上最古老的原核生物之一，是一種神奇的存在，不是植物卻能進行光合作用并放出氧氣。

　　藍藻學名藍細菌，其光合作用在地球大氣環(huán)境有氧化的進程中起到了十分重要的作用，而且也是無機態(tài)的碳進入生物圈的重要途徑�？茖W家發(fā)現(xiàn)，藍藻中含有一種名為“Rubisco”的酶在光合作用中發(fā)揮著關鍵作用，但是其工作機制卻長期未被認識。

　　周叢照和陳宇星課題組經(jīng)過長期的研究，闡明了藍藻RuBisCO酶組裝的分子機理，發(fā)現(xiàn)RuBisCO成熟過程的多層次精細動態(tài)調控網(wǎng)絡，為人工改造RuBisCO以提高光合作用效率奠定了基礎。

　　國際學術著名期刊自然出版集團旗下子刊《自然-植物》2020年5月25日在線發(fā)表了上述最新研究成果。

　　RuBisCO酶是植物光呼吸的關鍵酶，其在光合作用中具有重要的作用。它可以利用太陽能將空氣中的二氧化碳固定起來，既可降低溫室效應，還可充分利用無機碳源，形成碳水化合物，以維持植物體的生命。有研究發(fā)現(xiàn)，向植物中添加這種酶，可以有效促進植物生長。然而這種酶的催化效率極低，一個RuBisCO全酶每秒鐘只能催化3~10個二氧化碳分子的轉化。

　　藍藻通過二氧化碳濃縮機制，可以有效提高RuBisCO的催化效率。將藍藻的二氧化碳濃縮系統(tǒng)引入植物被認為是一種潛在的提高植物光合作用效率和產(chǎn)量的方法，然而迄今為止對于RuBisCO組裝和成熟的精細過程仍然不清楚，極大制約了RuBisCO的活性優(yōu)化和產(chǎn)業(yè)應用。

　　在研究中，科研人員通過冷凍電鏡單顆粒分析的方法和生化手段，揭開了催化酶RuBisCO發(fā)揮功效的神秘面紗，解析了其組裝和調控的多步動態(tài)構象和分子機制，為進一步利用RuBisCO酶服務人類奠定了分子基礎。

　　“我們應該更多地了解藍藻，然后加以利用，而不是也不可能簡單地將它徹底消滅。藍藻作為地球上最古老的原核生物之一，其生命力非常旺盛。由于前些年淡水湖泊水體受到污染，藍藻過度繁殖而導致水華，帶來一系列環(huán)境問題�！敝軈舱战淌谡f，“但另一方面，藍藻也可以消耗大量空氣中的二氧化碳，還可能用于生產(chǎn)下一代新型綠色能源。因此，藍藻研究具有十分重要的科學意義和實用價值”。