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Nature Plants volume 9, pagine 1359–1369 (2023)Citare questo articolo

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Il cuore della fotosintesi ossigenata è il fotosistema di scissione dell'acqua II (PSII), che forma supercomplessi con una quantità variabile di complessi trimerici periferici di raccolta della luce (LHCII). La nostra conoscenza della struttura del supercomplesso PSII delle piante verdi si basa sui risultati ottenuti da diversi rappresentanti di alghe verdi e piante da fiore; tuttavia, al momento mancano i dati relativi a una pianta che non fiorisce. Qui riportiamo una struttura al microscopio crioelettronico del supercomplesso PSII di abete rosso, un rappresentante di piante terrestri non fiorite, con una risoluzione di 2,8 Å. Rispetto alle piante da fiore, il supercomplesso PSII nell'abete rosso contiene una subunità Ycf12 aggiuntiva, la proteina Lhcb4 è sostituita da Lhcb8 e LHCII trimerico è presente come omotrimero di Lhcb1. Inaspettatamente, abbiamo trovato α-tocoferolo (α-Toc)/α-tocoferolochinone (α-TQ) al confine tra il trimero LHCII e l'antenna interna CP43. La molecola di α-Toc/α-TQ si trova vicino alla clorofilla a614 di una delle proteine ​​Lhcb1 e la sua testa cromanolo/chinone è esposta al lume tilacoide. La posizione di α-Toc nel supercomplesso PSII lo rende un candidato ideale per il sensore di luce eccessiva, poiché α-Toc può essere ossidato in α-TQ dall'ossigeno singoletto indotto da elevata luce a basso pH luminale. La molecola di α-TQ sembra spostarsi leggermente nel supercomplesso PSII, il che potrebbe innescare importanti modifiche struttura-funzionali nel supercomplesso PSII. L'ispezione delle mappe di microscopia crioelettronica precedentemente riportate dei supercomplessi PSII indica che α-Toc/α-TQ può essere presente nello stesso sito anche nei supercomplessi PSII di piante da fiore, ma la sua identificazione negli studi precedenti è stata ostacolata da una risoluzione insufficiente .

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I dati proteomici della spettrometria di massa sono stati depositati presso il Consorzio ProteomeXchange tramite il repository dei partner PRIDE con l'identificatore PXD035272. La mappa crio-EM del supercomplesso PSII dell'abete rosso è stata depositata nella banca dati della microscopia elettronica con codice di accesso EMD-16389. Il corrispondente modello di struttura è stato depositato nel PDB con il codice PDB 8C29.

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