所有生命的组成部分都获得新的理解

对光合作用和地球上所有生命必不可少的酶的新研究发现了其结构的关键发现，该发现揭示了光如何与物质相互作用，从而构成生命必需的色素。

这项工作对叶绿素合成中涉及的光活化酶如何发挥作用提供了结构上的理解。光活化酶在自然界中是罕见的，只有三种已知。这种酶特别称为原叶绿素原氧化还原酶或“ POR”，负责使色素对于植物中的叶绿素至关重要。没有叶绿素，就没有光合作用，也没有植物寿命。

了解POR酶的结构可以使人对自然光激活酶的工作原理有一个罕见的了解。许多年来，化学家和生物学家都对光催化生物催化作用着迷，而了解光如何驱动酶反应一直是一个重大挑战。揭示的结构显示了酶的结构如何使反应物之一捕获光并引导光驱动绿叶素合成中涉及的关键生物学反应。理解这些基本概念应该对新的光活化化学和生化催化剂的设计产生重大影响，这在化学生产中使用酶的过程中越来越重要。

由曼彻斯特大学及其在中国的同事(中国农业科学院，上海交通大学，浙江工业大学和齐国研究所)领导的这项研究今天发表在《自然》杂志上。Nigel Scrutton教授在谈到这一新发现时说：“这些研究揭示了POR酶如何引起光驱动的色素Pchlide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提供了结构基础。对于光化学能量转换和生物圈中的能量流至关重要。”

Derren Heyes博士为这项新研究进行了一些实验，他说：“这种重要的光活化酶的晶体结构已被证明难以捉摸。我们目前的工作提供了蛋白质结构与反应之间至关重要的缺失环节。化学，为将来对该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的这一基本方面，这告诉我们如何在细胞内进行该过程以实现光合作用。小组发现，光能量激活它的底物之一，原叶绿素，叶绿素的前体，所述内酶来驱动“下游”键的断裂，使反应。

这一新发现表明，我们仍在揭开比人类早数十亿年的生命的核心构成要素。这一重大的科学突破为自然界的基本反应提供了独特的结构和物理见解。这可能为将来进行生物工程化人工光活化酶的可能性打开大门。