해양 조류에서 역대 최대 "광합성 분자기계" 발견

하이커뮤니티매니져 0 15 09.15

Science 제공

이번 주 국제학술지 '사이언스' 표지에는 해양 플랑크톤인 인편모조류(coccolithophore)의 엽록소가 빛에너지를 흡수해 화학에너지로 변환하는 과정이 그려졌다. 인편모조류는 석회질 비늘로 덮인 단세포 식물성 플랑크톤이다. 인편모조류를 포함한 광합성 생물체 내의 거대한 단백질-색소 복합체는 광합성 효율을 높이기 위한 궁극의 진화 사례로 꼽힌다.

중국과학원 식물연구소 연구팀은 인편모조류 내에서 역대 최대 크기의 광합성 분자 복합체 구조를 규명하고 연구결과를 11일(현지시간) 사이언스에 공개했다.

광합성 생물은 단백질과 색소로 구성된 '광수집 복합체(LHC)'로 빛을 흡수하고 광합성 반응 중심부에 빛에너지를 전달한다. 빛에너지를 효율적으로 포착, 전달, 변환하는 거대한 분자 기계인 셈이다. 광합성 생물체마다 LHC의 크기는 다양하다.

연구팀은 흔한 인편모조류인 '에밀리아니아 헉슬리(학명 Emiliania huxleyi)' 내부에서 일어나는 광합성 과정을 극저온 전자현미경으로 상세하게 분석했다. 그 결과 수백 개의 단백질과 색소가 결합한 역대 최대 크기의 LHC 초복합체가 확인됐다. 빛을 받아들이는 '안테나 단백질'인 Eh-FCPI 38개를 포함해 819개의 색소 네트워크가 발견됐다.

초복합체의 광합성 효율을 나타내는 '양자효율'은 95%에 달했다. 광합성 색소가 흡수한 광자 100개 중 95개가 실제 화학에너지 생산 반응에 쓰인다는 뜻이다.

연구팀은 "인편모조류의 초복합체 구조는 육상 식물과는 다른 방식으로 빛에너지 이용 효율을 크게 높였다"고 설명했다.

https://m.dongascience.com/news.php?idx=74018

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