驱动藻类CO₂浓缩机制的光合作用途径

衣藻细胞中CCM供能网络的机制

光合作用消耗的CO₂是人为排放量的10倍,而微藻的CO₂吸收量接近其中的一半。藻类依赖于Rubisco的催化位点浓缩CO₂的机制(CCM)增强了CO₂的固定,能够进行更高效光合作用。虽然许多参与无机碳运输和吸收的细胞成分已经被确定,但微藻如何逆热力学梯度为CO₂浓缩提供能量的机理仍然未知。本研究发现在绿藻莱茵衣藻中,分别依赖于PGRL1和Flav蛋白的环式电子传递和O₂光还原所产生的叶绿体腔内低pH对CCM的功能至关重要。研究认为腔内质子作用于类囊体bestrophin样转运体的下游,将碳酸氢盐转化为CO₂。研究进一步证实,从叶绿体到线粒体的电子传递可能通过供应ATP促进非类囊体无机碳转运体的激活。本研究提出了叶绿体向CCM供能网络,描述了藻类细胞如何将光合作用的能量分配到不同CCM过程,为将功能性藻类CCM转移到植物中以提高作物生产力提供了依据。

衣藻细胞中CCM供能网络的机制
衣藻细胞中CCM供能网络的机制

原文链接:https://doi.org/10.1038/s41586-022-04662-9

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