蓝藻如何应对铁短缺 使其成为地球上最成功的光合生物

海洋是世界上最大的生态系统，它蕴藏着两种光合生物，它们产生地球上大约一半的氧气。蓝藻原绿球藻是海洋中最丰富的光合生物，每年固定约 4 十亿吨碳，相当于世界农业的全球初级净产量。

光合作用依赖于铁，而海洋中的铁供应有限，原绿球藻在生态学上取得的显着成功是基于其在低营养水域中繁衍生息的能力。

南安普顿大学 Ivo Tews 领导的工作使用多种互补的结构生物学技术(包括 I24 和 SACLA 的连续晶体学技术)研究了原绿球藻铁结合蛋白FutA。

这项工作表明，FutA 可以容纳两种不同氧化态的铁，这一功能被认为可以使原绿球藻更加高效。该研究发表在《美国国家科学院院刊》上。

作为这项工作的一部分，X 射线、中子和可见光都被用来帮助理解 FutA 中的铁结合。中子晶体学用于定位铁结合位点周围的氢原子，从而可以确定氨基酸侧链的电荷和铁的电荷状态。光学光谱测量用于监测 X 射线照射时从铁锈红色三价铁到无色二价铁的氧化态变化率。

Diamond Light Source 的 I24 光束线团队帮助设计了两个 X 射线实验，将铁结合蛋白暴露于特定的 X 射线剂量。实验使用了一种称为串行晶体学的技术，该技术将数千个晶体依次短暂暴露在 X 射线束下。然后将这些许多单晶测量结果合并起来，形成完整的高质量数据集。

Ivo Tews 说：“我们的工作包括许多不同类型的实验和来源，但其中最突出的是 Diamond Light Source 的串行同步加速器晶体学，它使我们能够在环境条件下实时跟踪 FutA 结构的变化。”

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