植物體中有兩種非常重要的蛋白質(zhì)，在它們的共同作用下,，植物通過光合作用可制造出人類賴以生存的食物和氧氣,。以色列特拉維夫大學(xué)的科學(xué)家最近成功地破譯出其中一種蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)。他們的這一研究成果發(fā)表在最新一期的《自然》雜志上,。

    光合作用是將太陽能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的過程,，整個過程有兩種反應(yīng)同時進(jìn)行，分別是光系統(tǒng)I和光系統(tǒng)II,。光系統(tǒng)I蛋白質(zhì)分子負(fù)責(zé)利用光能把二氧化碳轉(zhuǎn)變成碳和氧氣,，光系統(tǒng)II蛋白質(zhì)分子則利用光能把水分解為氫和氧。由這兩種蛋白質(zhì)驅(qū)動的含氧光合作用是地球上氧氣和綠色有機質(zhì)的主要生產(chǎn)者,，所以光系統(tǒng)I是一種極為重要的分子,。

    特拉維夫大學(xué)生化系的研究人員在分子生物學(xué)系專家的幫助下，通過對高等植物光系統(tǒng)I的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察和分析發(fā)現(xiàn),，在其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)中,，含有12個亞單元；4個不同的光接收膜蛋白（LHCI）呈半月形圍繞在中心的一側(cè),；還有45個跨膜螺旋,，以及167個葉綠素,，3個鐵－硫（3Fe－S）簇和2個葉綠醌。大約有20個葉綠素位于LHCI和中心之間,。這一結(jié)構(gòu)不僅提供了能量和電子傳遞的機制,，而且為10億多年前，葉綠體從海洋藻青菌發(fā)展到陸地植物后,，形成陸地植物光合作用機能提供了進(jìn)化動力,。

    葉綠體是植物綠色細(xì)胞中極其微小的有機體，通常被認(rèn)為是從共生細(xì)菌中發(fā)展出來的,。10億多年前,，當(dāng)空氣中只有很少量的氧時，這種共生細(xì)菌就進(jìn)入了細(xì)胞體中,。他們先發(fā)展成藻類,，然后再進(jìn)入干燥的綠色植物。這種原始的單細(xì)胞植物一直存活到今天,，已經(jīng)被用于研究令人驚異的光合作用過程,。

    過去許多專家都希望能夠從葉綠體光系統(tǒng)中分離出這兩種蛋白質(zhì)，以便觀察它們與原始體系的區(qū)別,，但都沒有成功,。以色列的專家花費5年時間，從豌豆的葉子中提煉和分離出光系統(tǒng)I,，最終破解出這種復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)。