张立新课题组阐明光合机构响应光环境变化的新机制

光是植物光合作用的能量来源。自然界中的植物处于不断变动的光环境下，有昼夜、季节变化以及云斑和太阳斑带来的光强和光质的波动。光质变化使两个光系统所吸收的激发能不同，导致电子传递链氧化还原不平衡，进而影响光化学效率。为了调整两个光系统之间的能量分流，维持光合电子传递的正常运行，绿藻和高等植物等光合生物进化出了状态转换的适应机制。丝氨酸/苏氨酸激酶STN7在状态转换过程中发挥了关键的作用，然而其活性的调控机制一直不清楚。

本课题组发现了一个与STN7显著共表达的硫氧还蛋白LTO1，其类囊体腔侧的TRX结构域与STN7发生相互作用后氧化STN7腔侧的保守半胱氨酸，从而影响STN7的活性。当PSII相对于PSI过度激发时，LTO1与STN7结合并氧化STN7，使STN7的保守半胱氨酸形成分子间二硫键，此时STN7活性被激活，磷酸化LHCII，平衡激发能在两个光系统间的分配，以快速适应光环境变化。 因此，该研究揭示了LTO1与STN7调控状态转换过程的新机制，为理解植物光合机构如何快速响应光环境变化提供了新的理论依据。

2021年6月11日，该研究成果以“Functional redox links between Lumen Thiol Oxidoreductase1 and Serine/Threonine-protein kinase STN7”为题发表在Plant Physiology杂志上（论文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33620491/）。

LTO1的TRX结构域与STN7的囊腔侧结构域相互作用并氧化STN7，影响光合作用状态转换，进而平衡激发能在两个光系统间的分配，以使植物快速适应光环境变化