不結球白菜生長發育過程中表型變化作者(zhe)：Lauri Nikkanen, Anita Santana Sánchez, Maria Ermakova, Matthias R?gner, Laurent Cournac, Yagut Allahverdiyeva
時間：2020年1月9日(ri)
雜志：BioRxiv生物(wu)學預印本
標題：Functional redundancy and crosstalk between flavodiiron proteins and NDH-1 in Synechocystis sp. PCC 6803
研(yan)究(jiu)背景(jing)：
光(guang)合(he)生物具有不(bu)同的(de)(de)調控機制來(lai)應(ying)對環境條件(jian)快(kuai)速變化(hua)，以(yi)保護光(guang)合(he)機構免于(yu)損傷(shang)(shang)。波動光(guang)強可能(neng)會導致光(guang)合(he)電(dian)子傳遞(di)鏈（PETC），特別是(shi)光(guang)系統(tong)（PSI）的(de)(de)過度還(huan)原(yuan)，從(cong)(cong)而給光(guang)系統(tong)帶(dai)來(lai)損傷(shang)(shang)風險。為(wei)了解決這個問題，藍細菌、藻類和植(zhi)物（不(bu)包(bao)括被子植(zhi)物）使用C型(xing)黃(huang)酮二鐵(tie)蛋白(bai)（FDP）作為(wei)強大的(de)(de)光(guang)保護電(dian)子庫，將(jiang)多余的(de)(de)光(guang)合(he)電(dian)子從(cong)(cong)PSI下游引導至O2。該過程(cheng)稱為(wei)類似(si)Mehler的(de)(de)反應(ying)，但與Mehler反應(ying)相(xiang)反，它不(bu)會產(chan)生有害的(de)(de)活性氧（ROS）。
β-藍藻（集(ji)胞(bao)藻屬PCC 6803，下文(wen)簡(jian)稱集(ji)胞(bao)藻）的(de)基因組(zu)，編碼四種FDP亞型，即Flv1-4，它(ta)們以Flv1和(he)Flv3或Flv2和(he)Flv4組(zu)成的(de)雜合(he)低聚物(wu)在O2光還(huan)原中起主要的(de)作用(yong)。本文(wen)作(zuo)者(zhe)之前的研(yan)究表明，在空氣CO2水平下，Flv1/3和(he)Flv2/4雜(za)聚物以協調和(he)相互依賴的方式起作(zuo)用：Flv1/3在照光開始(shi)時或在光強變強時刺激(ji)強烈的但短暫(zan)的O2光還(huan)原。Flv2/4雜聚物催化O2的穩(wen)態還(huan)原(yuan)，速率緩(huan)慢(man)且催化能力弱(ruo)，但也可以消耗PSI下游的電子。在(zai)堿性條件下（pH為9）的高濃度(du)CO2和空氣CO2濃度(du)中，編(bian)碼(ma)Flv2，Flv4和Sll0218蛋白的flv4-flv2操縱子被下調。盡(jin)管如此，在高濃(nong)度的CO2中，Flv1/3的低水(shui)平會刺激(ji)強烈(lie)的穩態(tai)O2光(guang)還(huan)原，而在pH為9的空氣CO2中，Flv1/3只負責強烈(lie)但(dan)短暫的O2光(guang)還(huan)原。體(ti)外實驗表明(ming)重組Flv1，Flv3和(he)Flv4的(de)同型(xing)寡聚體(ti)可(ke)以通過NADH和(he)/或(huo)NADPH還(huan)原O2，但FNR和(he)還(huan)原態Fd是否是FDP的(de)可(ke)能(neng)供體(ti)，尚未被證明(ming)。此外(wai)，與體(ti)外(wai)實驗相反，單獨過表達Flv1或Flv3的(de)集胞(bao)藻突變體(ti)的(de)研究清(qing)楚地(di)表明， Flv3或Flv1的(de)同型低聚物不參(can)與體(ti)內O2的(de)光還(huan)原。因(yin)此，體(ti)內(nei)FDPs的電子供體(ti)仍(reng)有(you)待闡明(ming)。
在藍藻中(zhong)，光合(he)(he)(he)作(zuo)用和呼吸電子轉移反(fan)應共存(cun)于類(lei)囊體(ti)膜上，并(bing)且相互(hu)錯綜復雜地聯系(xi)在一起，需要進行嚴格(ge)的調控。NAD(P)H脫(tuo)氫(qing)酶復合(he)(he)(he)物1（NDH-1，光合(he)(he)(he)復合(he)(he)(he)物I）主(zhu)要分布于類(lei)囊體(ti)膜中(zhong)，參與多種生物能量反(fan)應，包括PSI周(zhou)圍的循環(huan)電子傳遞（CET），呼吸和通過碳濃(nong)縮機制(CCM)獲得CO2。NDH-1復合(he)(he)(he)物以(yi)幾(ji)種形式(shi)存(cun)在，具有不同的生理作(zuo)用：NDH-11型以NDHD1和NDHF1亞基為特征(zheng)，并作為呼吸電子傳遞鏈的復合物I發揮(hui)功能；NDH-12則為NdhD2亞基(ji)，目前尚不清(qing)楚NDH-11和NDH-12是否具有不同的生(sheng)理功能。NDH-13和NDH-14形(xing)式分別(bie)包括(kuo)低Ci誘導(dao)的(de)高親和(he)力CO2獲取(qu)(qu)亞基NdhD3、NdhF3、CuPA和(he)CUPS，或分別(bie)構成的(de)低親和(he)力CO2獲取(qu)(qu)亞基NdhD4、NdhF4和(he)CuPB，在CO2到HCO3-(O)的轉化中起作用。這(zhe)(zhe)一過程可(ke)能(neng)是(shi)由NDH-1質子泵在(zai)類囊體膜上產(chan)生堿性口袋實現的。所(suo)有四種NDH-1類型都(dou)催化CET從鐵氧還蛋白(FD)到質體醌(PQ)，這(zhe)(zhe)與4H+/2e-泵入類囊體腔有關。然而，對于(yu)NDH-13,4，功能要弱于NDH-11,2。
在(zai)本(ben)研究中，我們(men)旨在(zai)闡(chan)明FDPS和(he)NDH-1介導(dao)的電子傳遞(di)通(tong)路如何(he)在(zai)可變(bian)(bian)光照和(he)Ci-濃度變(bian)(bian)化下，在(zai)Calvin-Benson-Bassham循環(CBB)中協同維持(chi)PETC、呼吸、CCM和(he)CO2固定(ding)之間的氧化還原(yuan)平衡(heng)。為此，我們(men)采(cai)用生物(wu)物(wu)理(li)和(he)生物(wu)化學方法(fa)對同時存在(zai)FDP和(he)NDH-1途徑缺陷的集胞藻突變(bian)(bian)株進行了研究。我們(men)的(de)結(jie)果為(wei)Flv1/3或NDH-11,2的(de)存(cun)在提供了(le)令人信服的(de)證(zheng)據，但(dan)不是NDH-13,4，需要說明(ming)的(de)是NDH-13,4對于集胞藻(zao)在從高濃度CO2條件(jian)過(guo)渡到空氣(qi)CO2和強光的聯合脅迫條件(jian)下(xia)的生存是必不(bu)可少的。我們證(zheng)明Flv1/3和NDH-11,2的動態協(xie)調和(he)協(xie)同作用是集胞藻細(xi)胞光合結構光保護(hu)所(suo)必需的，并討(tao)論(lun)了其(qi)中涉及的分子(zi)機制。
實驗(yan)設計：
使用了耐葡萄糖的(de)野生Synechocystis sp PCC 6803，單突(tu)變(bian)(bian)株(zhu)Δflv1和Δflv3, M55突(tu)變(bian)(bian)株(zhu)（ΔndhB）, 雙(shuang)突(tu)變(bian)(bian)體Δd1d2和Δd3d4和三突(tu)變(bian)(bian)體Δflv1d1d2, Δflv3d1d2, Δflv1d3d4和Δflv3d3d4。所有(you)突(tu)變(bian)(bian)體均(jun)顯示出完全分離。實(shi)驗前的(de)培(pei)養物以30ml分批培(pei)養在pH 7.5的(de)BG-11培(pei)養基中，其(qi)他(ta)培(pei)養條件CO2為3％，溫(wen)度30℃，中等光(guang)強（ML）50 μmolm-2s-1連續白光(guang)。突變(bian)的預培養物(wu)補充(chong)有適當的抗生素。在對數生長期，將細(xi)(xi)胞(bao)(bao)收獲(huo)并(bing)重懸于新鮮(xian)的不含抗生素的BG-11中，OD750為0.1–0.2。然后將細(xi)(xi)胞(bao)(bao)轉移到空氣[CO2] / 30℃，并用50或220μmolm-2s-1的(de)白光連續照射。
測(ce)量參數：
氣體(ti)交換，熒光(guang)和差示吸收(shou)(shou)（Y(ND), Y(NA), Y(I)），近紅外(wai)光(guang)譜吸收(shou)(shou)，77K熒光(guang)，NADPH，ECS, 蛋白質(zhi)提取及免疫印跡, 波動光(guang)響(xiang)應(ying)。
使用(yong)儀器：
DUAL-PAM-100，DUAL-KLAS-NIR, 9-AA/NADPH等
部分實(shi)驗結果：
通(tong)過對單個(ge)FDP突變體(ti)（Δflv1和(he)Δflv3）和(he)雙重NDH-1突變體(ti)（Δd1d2，其(qi)中(zhong)NDH-11,2和Δd3d4缺乏，NDH-13,4），以及三(san)重突變體（缺(que)少Flv1或Flv3以及NDH-11,2或NDH-13,4之(zhi)一）的(de)研究表明，Flv1 / 3或NDH-11,2的(de)存在對于生長(chang)條(tiao)件從高CO2 /中(zhong)等光照(zhao)(zhao)到(dao)低CO2 /高光照(zhao)(zhao)變化的(de)生存是(shi)必不可少的(de)。另外，在研究條(tiao)件下，FDP和NDH-11,2之(zhi)間存在功能冗余和串擾，并表明FDP和NDH-11,2的功(gong)能是動態協調的，以有效地(di)氧化PSI，并在可變的CO2和波動光下進行光保護。
圖1 WT和突變體在(zai)不同實驗條件(jian)下的生長(chang)情(qing)況
所有的實驗培養(yang)(yang)都(dou)是(shi)從預(yu)(yu)培養(yang)(yang)開始，調(diao)(diao)整到OD750=0.1。(A)細(xi)胞(bao)(bao)在(zai)3%[CO2]/中(zhong)等光照(zhao)(ML 50μmolm-2s-1)中(zhong)預(yu)(yu)培養(yang)(yang)，調(diao)(diao)節(jie)OD750=0.1，在(zai)相同條件下(xia)(xia)生(sheng)長(chang)。(B)細(xi)胞(bao)(bao)在(zai)3%[CO2]/中(zhong)等光照(zhao)下(xia)(xia)預(yu)(yu)培養(yang)(yang)，然后(hou)轉(zhuan)(zhuan)移(yi)到空(kong)(kong)氣(qi)[CO2]/中(zhong)等光照(zhao)中(zhong)。(C)細(xi)胞(bao)(bao)在(zai)空(kong)(kong)氣(qi)[CO2]/ML中(zhong)預(yu)(yu)培養(yang)(yang)，然后(hou)轉(zhuan)(zhuan)移(yi)到空(kong)(kong)氣(qi)[CO2]/高光照(zhao)中(zhong)(HL 220μmolm-2s-1)。(D)細(xi)胞(bao)(bao)在(zai)3%[CO2]/ 中(zhong)等光照(zhao)下(xia)(xia)預(yu)(yu)培養(yang)(yang)，然后(hou)轉(zhuan)(zhuan)移(yi)到空(kong)(kong)氣(qi)[CO2]/ 高光照(zhao)中(zhong)。A-D中(zhong)顯示的值是(shi)三個(ge)獨立的生(sheng)物重復±SE的平均(jun)值。(E)WT細(xi)胞(bao)(bao)和突變細(xi)胞(bao)(bao)在(zai)含有BG-11的瓊(qiong)脂平板上(shang)生(sheng)長(chang)的結果。收(shou)集(ji)生(sheng)長(chang)在(zai)3%[CO2]/ML下(xia)(xia)的細(xi)胞(bao)(bao)，以10倍(bei)梯度(du)稀(xi)釋后(hou)點到BG-11瓊(qiong)脂平板上(shang)，從OD750=1開始，分別(bie)在(zai)空(kong)(kong)氣(qi)[CO2]/ML和空(kong)(kong)氣(qi)[CO2]/HL下(xia)(xia)孵(fu)育7d。更(geng)多(duo)結果參考補充(chong)數(shu)據S1.
圖(tu)2 WT和(he)突變(bian)體(ti)的O2和(he)CO2交換率
細(xi)胞在空氣(qi)[CO2]/ML中培(pei)養(yang)4天后(hou)收獲(huo)細(xi)胞，用(yong)新鮮(xian)的(de)(de)(de)(de)BG-11調節Chla濃度至10μg·ml-1。暗適應15min，用(yong)500μmolm-2s-1的(de)(de)(de)(de)白光照射5min，用(yong)膜(mo)進樣(yang)質譜計(ji)監測氣(qi)體交換情(qing)況。在測量(liang)之(zhi)前，樣(yang)品添(tian)加了(le)與16O2濃度相同的(de)(de)(de)(de)18O2，以(yi)區分O2的(de)(de)(de)(de)攝取(qu)和(he)放氧，并添(tian)加了(le)1.5 mM的(de)(de)(de)(de)NaHCO3。每(mei)組的(de)(de)(de)(de)虛線表(biao)示CO2固定(ding)的(de)(de)(de)(de)補償點(攝取(qu)速率(lv)等于呼(hu)吸速率(lv))。實驗設(she)置了(le)三個獨立的(de)(de)(de)(de)生物(wu)重復，給出了(le)具(ju)有代(dai)表(biao)性的(de)(de)(de)(de)測量(liang)結(jie)果。
圖3 WT和突(tu)變體在不同光(guang)強(qiang)下的光(guang)合參數
(A) PSI的(de)(de)受體(ti)側限，Y(NA)，(B)PSI的(de)(de)供體(ti)側限，Y(ND)，以及(C)PSI的(de)(de)有效產率(lv)，Y(I)根(gen)據在875-830 nm處的(de)(de)差示(shi)吸(xi)收(shou)變化(hua)計算(suan)。葉綠素a熒光(guang)變化(hua)與(yu)PSI氧化(hua)還原(yuan)變化(hua)同步測量，用(yong)(yong)于(yu)計算(suan)(D)PSII的(de)(de)有效產率(lv)。細胞(bao)在空氣(qi)中(zhong)培養(yang)4d后收(shou)獲細胞(bao)，用(yong)(yong)新鮮(xian)BG-11調(diao)節Chla濃度(du)至10μg ml-1。將細胞(bao)暗適應10min，然后用(yong)(yong)紅(hong)色(se)光(guang)化(hua)光(guang)強度(du)在25和530μmolm-2s-1之間交替照射1min。每15秒提供飽和脈沖(Width: 500ms, Int.: 5000μmolm-2s-1)。所顯示(shi)的(de)(de)值是3-4個獨(du)立生物重復(fu)±SE的(de)(de)平均值。
圖4 WT和突(tu)變體在波動光(guang)下的NADPH和Chl a熒光(guang)
WT(A)、Δflv3(B)、Δd1d2(C)和Δflv3 d1d2細(xi)胞(bao)(D)在(zai)空(kong)氣(qi)[CO2]/ML中培養4d后，收集細(xi)胞(bao)，用新鮮(xian)BG-11調節(jie)Chla濃度至5μg ml-1。暗適應10min后，用25/530μmolm-2s-1的(de)(de)(de)(de)交替紅光照(zhao)射1min。用Dual-PAM 100雙通道葉綠素熒(ying)(ying)光儀及其9-AA/NADPH附件(jian)模(mo)塊監測NADPH氧化(hua)(hua)(hua)還原(yuan)變化(hua)(hua)(hua)，方法是測量365 nm激發(fa)引起的(de)(de)(de)(de)420至580 nm之間的(de)(de)(de)(de)熒(ying)(ying)光變化(hua)(hua)(hua)。同時(shi)記(ji)錄葉綠素a熒(ying)(ying)光。(E)暗適應細(xi)胞(bao)在(zai)530μmolm-2s-1照(zhao)射過程(cheng)中，NADPH氧化(hua)(hua)(hua)還原(yuan)發(fa)生變化(hua)(hua)(hua)。其他(ta)實(shi)(shi)驗細(xi)節(jie)如(ru)A-D所示(shi)。(F)顯示(shi)(E)中照(zhao)明的(de)(de)(de)(de)前2秒的(de)(de)(de)(de)放(fang)大(da)(da)結果。這(zhe)些(xie)值(zhi)分別根(gen)據在(zai)照(zhao)明開(kai)始和停止時(shi)的(de)(de)(de)(de)最小和最大(da)(da)熒(ying)(ying)光變化(hua)(hua)(hua)來歸(gui)一化(hua)(hua)(hua)。用三個獨立(li)的(de)(de)(de)(de)生物重(zhong)復(fu)進行了(le)實(shi)(shi)驗，其中顯示(shi)了(le)具有代表性的(de)(de)(de)(de)測量結果。RU。=相對單(dan)位。
圖(tu)5 ;黑暗到(dao)HL轉(zhuan)變(bian)過(guo)程(cheng)中PC、P700和FD的氧化(hua)還原變(bian)化(hua)，以及pmf的建立
將wt(A)、Δflv3(B)、Δd1d2(C)和(he)(he)Δflv3 d1d2(D)暗適應10min，然后用DUAL-KLAS-NIR四通(tong)道近紅外光(guang)(guang)譜儀測量(liang)在(zai)503μmolm-2s-1紅光(guang)(guang)照(zhao)射30s期間，在(zai)780-800 nm，820-870 nm，840-965 nm和(he)(he)870-965 nm處吸(xi)光(guang)(guang)度(du)的差異變化(hua)。使用為本研究確定(ding)的差分模型(xing)曲線圖(tu)(DMPS)將PC、P700和(he)(he)Fd信(xin)號從(cong)吸(xi)光(guang)(guang)度(du)差異變化(hua)中(zhong)(zhong)去卷積(ji)(圖(tu)S3)。A-D中(zhong)(zhong)的上圖(tu)顯示(shi)了(le)(le)(le)下圖(tu)前1.5秒照(zhao)光(guang)(guang)過(guo)程(cheng)的放大結果。實驗設置了(le)(le)(le)三個(ge)獨立的生(sheng)物(wu)重復，其中(zhong)(zhong)顯示(shi)了(le)(le)(le)具有代(dai)表性的測量(liang)結果。另(ling)請參(can)閱補充圖(tu)S3。(E)從(cong)暗到500μmolm-2s-1的綠(lv)色光(guang)(guang)化(hua)光(guang)(guang)的過(guo)渡過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)pmf的積(ji)累。用JTS-10型(xing)光(guang)(guang)譜儀測量(liang)了(le)(le)(le)500-480 nm(ECS)的吸(xi)光(guang)(guang)度(du)差，根據(ju)ECS信(xin)號的暗間隔(ge)弛豫(yu)動(dong)力(li)學(DIRK)測定(ding)了(le)(le)(le)光(guang)(guang)誘導的pmf。給出了(le)(le)(le)3-4個(ge)獨立實驗的平均(jun)值±SEM。小插圖(tu)顯示(shi)照(zhao)明(ming)1s后的pmf值，以獲得更清晰的視圖(tu)。(F) 如(E)，在(zai)光(guang)(guang)照(zhao)1s和(he)(he)30s后的類(lei)囊(nang)體膜(mo)質子導度(du)(gH+)。gH+是通(tong)過(guo)ECS信(xin)號在(zai)第一次光(guang)(guang)照(zhao)后衰減動(dong)力(li)學時間常(chang)數(shu)的倒(dao)數(shu)來計算的。(G)類(lei)囊(nang)體質子通(tong)量(liang)(vH+)，以pmf×gH+計算。(H)500-480 nm吸(xi)光(guang)(guang)度(du)差的代(dai)表性結果，用于測量(liang)E中(zhong)(zhong)的結果以及在(zai)光(guang)(guang)照(zhao)30秒后的500 ms暗間隔(ge)期間ECS衰減動(dong)力(li)學的值(下圖(tu))。擬合曲線顯示(shi)為綠(lv)色。在(zai)空(kong)氣(qi)[CO2]/ML中(zhong)(zhong)生(sheng)長4d后收(shou)獲細胞，用新(xin)鮮(xian)BG-11調節Chla濃度(du)至10 μg ml-1(A-D)，7.5μg ml-1(E-J)。
圖6 WT和突變體光(guang)合作(zuo)用和CCM相關蛋白的免疫印跡檢測和77K熒光(guang)發射光(guang)譜(pu)
預培養(yang)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)3%[CO2]/ML下培養(yang)3天(tian)，然后收(shou)獲(huo)，再懸浮在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)OD750=0.15新(xin)鮮的(de)(de)BG-11中(zhong)，(A)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)空(kong)氣(qi)(qi)[CO2]/ML中(zhong)培養(yang)24小(xiao)時，(B)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)空(kong)氣(qi)(qi)[CO2]/ML中(zhong)培養(yang)4天(tian)，收(shou)獲(huo)后再懸浮在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)OD750=0.15的(de)(de)BG-11中(zhong)，然后在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)空(kong)氣(qi)(qi)[CO2]/ML中(zhong)培養(yang)24小(xiao)時。(C)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)空(kong)氣(qi)(qi)[CO2]/HL中(zhong)孵育24小(xiao)時。用SDS-PAGE分(fen)離總蛋(dan)白提取物(wu)，并用特異性(xing)抗體進行檢(jian)測。所示的(de)(de)免(mian)疫(yi)印跡代表(biao)2-3個(ge)獨立的(de)(de)生(sheng)物(wu)學重復。(D)完整的(de)(de)WT和ΔFlv3d1d2細(xi)(xi)胞(bao)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)空(kong)氣(qi)(qi)[CO2]/ML中(zhong)生(sheng)長(chang)4天(tian)的(de)(de)77K熒光發射光譜(pu)。(E)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)3%[CO2]/ML中(zhong)預培養(yang)生(sheng)長(chang)后收(shou)獲(huo)，再懸浮在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)OD750=0.15的(de)(de)新(xin)鮮BG-11中(zhong)，在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)空(kong)氣(qi)(qi)[CO2]/HL中(zhong)孵育24小(xiao)時。將細(xi)(xi)胞(bao)(D和E)收(shou)獲(huo)，調節到Chla為7.5μg ml-1，在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)77K用440 nm光激發。將光譜(pu)歸一化為685 nm處的(de)(de)PSII熒光峰。
圖7 協調(diao)FDPs和NDH-1的(de)活(huo)性以防止PSI過度還原(yuan)的(de)模型示意(yi)圖
(A)在(zai)Fd庫大(da)量(liang)還(huan)(huan)(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)而PQ庫沒有還(huan)(huan)(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)條件下(xia)，NDH-1L將(jiang)電子(zi)(zi)從(cong)(cong)(cong)Fd轉(zhuan)(zhuan)移(yi)到PQ池，同時通過類(lei)囊體(ti)局部(bu)RTOs還(huan)(huan)(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)O2。NDH-1L將(jiang)2H+/e-泵入管(guan)腔(qiang)，而FDP和RTO在(zai)類(lei)囊體(ti)液(ye)面將(jiang)O2還(huan)(huan)(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)為H2O時消(xiao)耗H+。這增加(jia)(jia)了跨類(lei)囊體(ti)pmf，而pmf反過來(lai)推動ATP合成(cheng)，抑(yi)制(zhi)Cytb6f處的(de)(de)(de)(de)(de)PQH2氧(yang)化(hua)(hua)，從(cong)(cong)(cong)而防止進一步向(xiang)PSI提(ti)供過多的(de)(de)(de)(de)(de)電子(zi)(zi)。NDH1-MS的(de)(de)(de)(de)(de)碳酸酐酶活(huo)性將(jiang)HCO3-轉(zhuan)(zhuan)化(hua)(hua)為CO2，消(xiao)耗胞(bao)質(zhi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)H+，可(ke)(ke)能還(huan)(huan)(huan)耦合了H+到管(guan)腔(qiang)的(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)運，進一步增加(jia)(jia)了pmf。CO2利(li)用(yong)率(lv)和ATP/NADPH比值的(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia)(jia)提(ti)高(gao)了CBB在(zai)PETC受體(ti)側的(de)(de)(de)(de)(de)電子(zi)(zi)吸(xi)收(shou)能力。(B)如(ru)果PQ庫被高(gao)度(du)還(huan)(huan)(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)，Fd庫被氧(yang)化(hua)(hua)，并且pmf很高(gao)，則假設NDH-1L可(ke)(ke)以起相反的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)，通過從(cong)(cong)(cong)管(guan)腔(qiang)釋放2H+/e-來(lai)將(jiang)電子(zi)(zi)從(cong)(cong)(cong)PQH2轉(zhuan)(zhuan)移(yi)到Fd+。由Flv1/3催化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)強Mehler式反應(ying)在(zai)此時就非常有必(bi)要，以維持足夠的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)態(tai)Fd庫，Flv1/3可(ke)(ke)能直接接受來(lai)自Fd-的(de)(de)(de)(de)(de)電子(zi)(zi)。(A)中(zhong)所述的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)部(bu)分(fen)(fen)成(cheng)分(fen)(fen)在(zai)(B)中(zhong)被省略(lve)，以提(ti)高(gao)清晰度(du)，而不(bu)是暗示(shi)它們不(bu)存(cun)在(zai)。PQ/PQH2和Fd的(de)(de)(de)(de)(de)顏(yan)色填(tian)充范圍表示(shi)還(huan)(huan)(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)水平。
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Nikkanen L E, Sanchez A I S, Ermakova M, et al. . bioRxiv, 2020: 2019.12. 23.886929.