• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

类囊体膜中光合系统 II 的分子动力学。

Molecular Dynamics of Photosystem II Embedded in the Thylakoid Membrane.

机构信息

Groningen Biomolecular Sciences and Biotechnology Institute & Zernike Institute for Advanced Materials, University of Groningen , Nijenborgh 7, 9747 AG, Groningen, The Netherlands.

Department of Physics and Astronomy, Faculteit der Exacte Wetenschappen, Vrije Universiteit , De Boelelaan 1081, 1081 HV Amsterdam, The Netherlands.

出版信息

J Phys Chem B. 2017 Apr 20;121(15):3237-3249. doi: 10.1021/acs.jpcb.6b06865. Epub 2016 Sep 28.

DOI:10.1021/acs.jpcb.6b06865
PMID:27624992
Abstract

Photosystem II (PSII) is one of the key protein complexes in photosynthesis. We introduce a coarse grained model of PSII and present the analysis of 60 μs molecular dynamics simulations of PSII in both monomeric and dimeric form, embedded in a thylakoid membrane model that reflects its native lipid composition. We describe in detail the setup of the protein complex and the many natural cofactors and characterize their mobility. Overall we find that the protein subunits and cofactors are more flexible toward the periphery of the complex as well as near the PLQ exchange cavity and at the dimer interface. Of all cofactors, β-carotenes show the highest mobility. Some of the β-carotenes diffuse in and out of the protein complex via the thylakoid membrane. In contrast with the PSII dimer, the monomeric form adopts a tilted conformation in the membrane, with strong interactions between the soluble PsbO subunit and the glycolipid headgroups. Interestingly, the tilted conformation causes buckling of the membrane. Together, our results provide an unprecedented view of PSII dynamics on a microsecond time scale. Our data may be used as basis for the interpretation of experimental data as well as for theoretical models describing exciton energy transfer.

摘要

光系统 II(PSII)是光合作用中的关键蛋白复合物之一。我们介绍了 PSII 的粗粒模型,并对单体和二聚体形式的 PSII 进行了 60 μs 分子动力学模拟分析,这些模拟是在反映其天然脂质组成的类囊体膜模型中进行的。我们详细描述了蛋白质复合物的设置以及许多天然辅助因子,并对它们的流动性进行了表征。总的来说,我们发现蛋白质亚基和辅助因子在复合物的外围以及靠近 PLQ 交换腔和二聚体界面处更加灵活。在所有的辅助因子中,β-胡萝卜素的流动性最高。一些β-胡萝卜素通过类囊体膜在蛋白质复合物内外扩散。与 PSII 二聚体相比,单体形式在膜中采用倾斜构象,可溶性 PsbO 亚基与糖脂头基之间存在强烈相互作用。有趣的是,倾斜构象导致膜的弯曲。总之,我们的结果提供了 PSII 在微秒时间尺度上动态的前所未有的视图。我们的数据可以作为解释实验数据以及描述激子能量转移的理论模型的基础。

相似文献

1
Molecular Dynamics of Photosystem II Embedded in the Thylakoid Membrane.类囊体膜中光合系统 II 的分子动力学。
J Phys Chem B. 2017 Apr 20;121(15):3237-3249. doi: 10.1021/acs.jpcb.6b06865. Epub 2016 Sep 28.
2
Exchange pathways of plastoquinone and plastoquinol in the photosystem II complex.质体醌和质体醇在光系统 II 复合物中的交换途径。
Nat Commun. 2017 May 10;8:15214. doi: 10.1038/ncomms15214.
3
Prediction of Thylakoid Lipid Binding Sites on Photosystem II.光系统II上类囊体脂质结合位点的预测
Biophys J. 2017 Dec 19;113(12):2669-2681. doi: 10.1016/j.bpj.2017.09.039.
4
All-atom molecular dynamics simulation of photosystem II embedded in thylakoid membrane.类囊体膜中光合系统 II 的全原子分子动力学模拟。
J Am Chem Soc. 2013 Oct 23;135(42):15670-3. doi: 10.1021/ja404317d. Epub 2013 Oct 14.
5
Light-harvesting and structural organization of Photosystem II: from individual complexes to thylakoid membrane.光捕获和光系统 II 的结构组织:从单个复合物到类囊体膜。
J Photochem Photobiol B. 2011 Jul-Aug;104(1-2):142-53. doi: 10.1016/j.jphotobiol.2011.02.015. Epub 2011 Feb 23.
6
PSII-LHCII supercomplex organizations in photosynthetic membrane by coarse-grained simulation.通过粗粒度模拟研究光合膜中PSII-LHCII超复合体的组织形式
J Phys Chem B. 2015 Mar 12;119(10):3999-4008. doi: 10.1021/jp511277c. Epub 2015 Mar 2.
7
Lipids in photosystem II: interactions with protein and cofactors.光系统II中的脂质:与蛋白质和辅因子的相互作用。
Biochim Biophys Acta. 2007 Jun;1767(6):509-19. doi: 10.1016/j.bbabio.2006.12.009. Epub 2007 Jan 4.
8
Dark-adapted spinach thylakoid protein heterogeneity offers insights into the photosystem II repair cycle.暗适应菠菜类囊体蛋白的异质性为光系统II修复循环提供了见解。
Biochim Biophys Acta. 2014 Sep;1837(9):1463-71. doi: 10.1016/j.bbabio.2013.11.014. Epub 2013 Dec 1.
9
Light-harvesting processes in the dynamic photosynthetic antenna.动态光合作用天线中的光捕获过程。
Phys Chem Chem Phys. 2013 Nov 21;15(43):18752-70. doi: 10.1039/c3cp51878g.
10
Molecular dynamics simulations in photosynthesis.光合作用中的分子动力学模拟。
Photosynth Res. 2020 May;144(2):273-295. doi: 10.1007/s11120-020-00741-y. Epub 2020 Apr 15.

引用本文的文献

1
Molecular level insight into non-bilayer structure formation in thylakoid membranes: a molecular dynamics study.类囊体膜中非双层结构形成的分子水平洞察:一项分子动力学研究。
Photosynth Res. 2025 Jun 11;163(3):36. doi: 10.1007/s11120-025-01156-3.
2
Modified chlorophyll pigment at Chl tunes photosystem II beyond the red-light limit.叶绿素(Chl)修饰的叶绿素色素将光系统II的功能拓展至红光极限之外。
Chem Sci. 2025 May 12. doi: 10.1039/d4sc07473d.
3
Modeling Diffusive Motion of Ferredoxin and Plastocyanin on the PSI Domain of MIT9313.铁氧化还原蛋白和质体蓝素在MIT9313的PSI结构域上的扩散运动建模
J Phys Chem B. 2025 Jan 9;129(1):52-70. doi: 10.1021/acs.jpcb.4c05001. Epub 2024 Dec 26.
4
The impact of physiologically relevant temperatures on physical properties of thylakoid membranes: a molecular dynamics study.生理相关温度对类囊体膜物理性质的影响:一项分子动力学研究
Photosynthetica. 2023 Oct 10;61(4):441-450. doi: 10.32615/ps.2023.035. eCollection 2023.
5
Impact of aging on the GABA receptor-mediated connectome.衰老对γ-氨基丁酸(GABA)受体介导的连接组的影响。
bioRxiv. 2024 Aug 2:2024.07.31.606013. doi: 10.1101/2024.07.31.606013.
6
Martini 3 Coarse-Grained Model for the Cofactors Involved in Photosynthesis.马丁尼 3 粗粒模型在光合作用中的辅助因子。
Int J Mol Sci. 2024 Jul 20;25(14):7947. doi: 10.3390/ijms25147947.
7
Unbreaking Assemblies in Molecular Simulations with Periodic Boundaries.使用周期性边界条件的分子模拟中的无断裂组装。
J Chem Inf Model. 2023 Jun 12;63(11):3448-3452. doi: 10.1021/acs.jcim.2c01574. Epub 2023 May 12.
8
Chemistry of Lipoquinones: Properties, Synthesis, and Membrane Location of Ubiquinones, Plastoquinones, and Menaquinones.脂醌的化学:泛醌、质体醌和甲萘醌的性质、合成和膜定位。
Int J Mol Sci. 2022 Oct 25;23(21):12856. doi: 10.3390/ijms232112856.
9
Tocopherol controls D1 amino acid oxidation by oxygen radicals in Photosystem II.生育酚通过光合系统 II 中的氧自由基控制 D1 氨基酸氧化。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2021 Jan 26;118(4). doi: 10.1073/pnas.2019246118.
10
Interactions Determining the Structural Integrity of the Trimer of Plant Light Harvesting Complex in Lipid Membranes.在脂膜中决定植物捕光复合物三聚体结构完整性的相互作用。
J Membr Biol. 2021 Apr;254(2):157-173. doi: 10.1007/s00232-020-00162-x. Epub 2021 Jan 11.