生命的基本构建块得到了新的理解。对一种对光合作用和地球上所有生命至关重要的酶的新研究揭示了其结构中的一个关键发现，揭示了光如何与物质相互作用以制造生命中必不可少的色素。研究为我们提供了对参与叶绿素合成的光活化酶工作的结构理解。在自然界中，光活化酶是罕见的，只有三种被发现。这种特别的酶被称为原叶绿素氧还酶，负责制造植物叶绿素中重要的色素。没有叶绿素，就没有光合作用，也就没有植物生命。了解POR酶的结构使我们难得一窥自然光活化酶的工作原理。多年来，化学家和生物科学家一直被生物催化的光活化所吸引，了解光如何驱动酶反应一直是一项重大挑战。揭示出的结构显示了酶的结构如何使一个底物捕获光并将其引导到驱动叶绿素合成中涉及的关键生物反应。理解这些基本概念应该对设计新型光活化化学和生物化催化剂有重大影响，这在酶在化学制造中的应用中越来越重要。由曼彻斯特大学领导的研究，与中国的同事（中国农业科学院、上海交通大学、浙江工业大学和奇研究所）合作，在《自然》杂志上发表。新的发现由大学教授奈杰尔•斯克拉顿表示：“这些研究揭示了POR酶如何实现色素Pchlide的光驱动还原。我们的研究为利用光能驱动这种重要的叶绿素生物合成酶的催化提供了结构基础，这对光化学能量转化和生物圈中的能量流至关重要。”德伦•海斯博士负责进行新研究的几项实验，他说：“这种重要的光活化酶的晶体结构多年来一直难以捉摸。我们当前的工作提供了蛋白质结构和反应化学之间的关键完全，为未来对反应进行详细的计算研究铺平了道路。”首次展示了生物生命中如此基本的一个方面，告诉我们细胞内的过程是如何进行的，以促使光合作用发生。团队发现，光能激活了它的底物之一，前叶绿素，这是叶绿素的前体，在酶内驱动“下游”的断裂和形成反应。这一新发现表明我们仍在揭开早于数十亿年前人类的生命的核心构建块。这一重大科学突破为我们提供了对自然界中基本反应的独特结构和物理洞察。这可能打开了未来生物工程人工光活化酶的可能性。
