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从藻类到植物:理解基于蛋白核的二氧化碳浓缩机制。

From algae to plants: understanding pyrenoid-based CO-concentrating mechanisms.

作者信息

Catherall Ella, Musial Sabina, Atkinson Nicky, Walker Charlotte E, Mackinder Luke C M, McCormick Alistair J

机构信息

Institute of Molecular Plant Sciences, School of Biological Sciences, University of Edinburgh, Edinburgh, EH9 3BF, UK; Centre for Engineering Biology, University of Edinburgh, Edinburgh, EH9 3BF, UK.

Centre for Novel Agricultural Products (CNAP), Department of Biology, University of York, Heslington, York YO10 5DD, UK.

出版信息

Trends Biochem Sci. 2025 Jan;50(1):33-45. doi: 10.1016/j.tibs.2024.10.010. Epub 2024 Nov 25.

DOI:10.1016/j.tibs.2024.10.010
PMID:39592300
Abstract

Pyrenoids are the key component of one of the most abundant biological CO concentration mechanisms found in nature. Pyrenoid-based CO-concentrating mechanisms (pCCMs) are estimated to account for one third of global photosynthetic CO capture. Our molecular understanding of how pyrenoids work is based largely on work in the green algae Chlamydomonas reinhardtii. Here, we review recent advances in our fundamental knowledge of the biogenesis, architecture, and function of pyrenoids in Chlamydomonas and ongoing engineering biology efforts to introduce a functional pCCM into chloroplasts of vascular plants, which, if successful, has the potential to enhance crop productivity and resilience to climate change.

摘要

蛋白核是自然界中最丰富的生物二氧化碳浓缩机制之一的关键组成部分。据估计,基于蛋白核的二氧化碳浓缩机制(pCCM)占全球光合二氧化碳捕获量的三分之一。我们对蛋白核工作原理的分子理解主要基于对绿藻莱茵衣藻的研究。在这里,我们综述了关于莱茵衣藻中蛋白核的生物发生、结构和功能的基础知识的最新进展,以及正在进行的将功能性pCCM引入维管植物叶绿体的合成生物学研究工作。如果成功,这有可能提高作物生产力并增强其对气候变化的适应能力。

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引用本文的文献

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Transporting to the matrix: A pyrenoid-localized phosphate transporter required for optimal photoautotrophic growth in algae.转运至基质:藻类中光自养生长最佳状态所需的一种定位于淀粉核的磷酸盐转运体。
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