研究突破 - 首次纯化并解析赫氏艾米里颗石藻光系统I-岩藻黄素叶绿素a/c结合蛋白超级复合物三维结构 在原子层面揭示颗石藻通过扩展和优化光系统结构适应海洋光环境的独特策略 [1] - 该成果于9月12日以封面论文形式发表于国际学术期刊《科学》 [1] 复合物结构特征 - 颗石藻PSI-FCPI超级复合物由51个蛋白亚基和819个色素分子组成 分子量高达1.66兆道尔顿 远超已报道真核生物PSI捕光天线复合物 [1] - 捕光截面是典型陆地植物（豌豆）PSI超级复合物的4-5倍 [1] - 飞秒瞬态吸收光谱显示其捕获光能的量子转化效率超过95% 与陆地植物PSI超级复合物效率相当 [1] 光捕获机制 - PSI核心周围环绕38个FCPI捕光天线 以模块化方式排列成8个放射状排布的捕光天线条带 形成"旋涡围绕"结构 [2] - 鉴定到丰富叶绿素c和岩藻黄素类型类胡萝卜素 在新发现捕光天线中含量极高 能有效吸收深水区460-540纳米波长蓝绿光和绿光 [2] - 大量叶绿素c与叶绿素a形成紧密能量耦联 消除能量陷阱 构成平坦畅通能量传递网络 是保持超高量子转化效率的关键 [2] 应用前景 - 结构解析和机理研究为理解光合生物高效能量转化机制提供新结构模型 [2] - 可作为基础设计新型光合作用蛋白 指导人工模拟和开发高碳汇生物资源 在合成生物学和气候变化应对领域具有巨大潜力 [2]