光合作用是幾乎整個地球上生命的主要能量來源。發(fā)表在《自然》雜志上的一項新研究為進化如何優(yōu)化光合作用中光驅動的電子運動以實現(xiàn)幾乎完美的整體效率提供了新的見解。地球上幾乎所有的生命都以光合作用的能量轉換反應為主要能量來源。這些光驅動反應發(fā)生在植物、藻類和光合細菌中。
蛋白質的x光結構可以為科學家提供許多關于它們如何在活細胞中執(zhí)行生物任務的信息。
x光片顯示蛋白質的結構變化。
在這項工作中，科學家使用了一種稱為時間分辨X射線結晶學的方法，制作了一個關于蛋白質內部結構變化的薄膜，蛋白質負責光合作用的光化學反應。為了實現(xiàn)這一目標，哥德堡大學的科學家使用了加州世界領先的X射線源(一種X射線自由電子激光器)來檢查光合蛋白中光合蛋白的內部結構是否重新排列了你的頭部。值得注意的是，這些測量顯示蛋白質在這個時間尺度上改變了它的結構。
觀察蛋白質的細微運動。
哥德堡大學的科學家觀察到，這些運動非常微妙，包括電子供體(吸收光并釋放電子的化學基團)和電子受體(位于2納米并接收電子的化學基團)。)在300 ps(1 ps=10 -12秒)內移動小于0.03 nm(1 nm=10 -9 m或百萬分之一毫米)稱為皮秒，即百萬分之一秒。
整個蛋白質也非常輕微地改變了它的結構，以防止電子回到它的起始位置，否則反應將是無用的。這些結果對于如何在幾十億年內優(yōu)化氧化還原反應的能量轉換蛋白而不損失過程中的能量的進化非常重要。
哥德堡大學教授理查德諾特澤(Richard Neutze)說：“對細菌中光合蛋白質的時間分辨結晶學研究揭示了蛋白質結構在皮秒時間和空間中的變化如何穩(wěn)定光誘導的電子運動。
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