报告题目：调控光合作用效率膜转运蛋白的结构机制与分子设计

报告时间：2025年11月18日15:30-17:00 

报告地点：7幢3楼报告厅

报告人：张鹏 中国科学院分子植物科学卓越创新中心 杰青/研究员

报告摘要

光合作用利用光能将空气中的CO2转化为有机物，是“作物产量”和“植物碳汇”形成的基础。自然界中，不同生物的光合作用的发生效率存在较大差异。调控或影响植物光合作用效率的因素较多，而我们主要关注藻类与C4植物的CO2浓缩机制以及植物气孔对外界环境的响应机制。CO2浓缩机制将CO2以中间化合物的形式在RuBisCo周围富集，提升酶周围环境中的底物CO2浓度，从而保证固碳反应的高效进行；气孔是植物与外界环境进行CO2和H2O交换的主要通道,其对自然光变化的响应速度限制了光合作用的效率。研究聚焦调控光合作用效率的CO2浓缩机制和气孔运动过程，解析两个过程中发挥关键作用的“CO2载体”转运蛋白和离子通道蛋白的三维结构，并结合生理生化技术揭示其在CO2浓缩与气孔运动中发挥作用的分子机制；进而以三维结构为基础，发现并设计光合作用效率调控的位点。研究将会产生光合作用效率调控的理论创新，并为利用精准基因编辑技术提升植物光合作用效率提供新的分子策略。

报告人简介

张鹏，2002年本科毕业于山东大学生化与分子生物学系，2008年中科院上海生化细胞所博士学位，2008年至2010年美国普林斯顿大学师从施一公教授从事博士后研究。2010年10月回到中科院分子植物科学卓越创新中心（原中科院上海生命科学研究院植物生理生态所）任研究员，领导团队开展研究。

张鹏研究组主要从事植物重要生理过程蛋白质的结构与功能研究，聚焦植物跨膜转运与信号传递过程；在植物营养与激素物质跨膜转运、植物光合作用碳浓缩、蓝光受体信号传递机理等方面开展了一系列研究工作。研究论文发表在Nature、Nat Plants、Nat Struct Mol Biol、Cell Res、PNAS、Mol Plant等期刊上。张鹏曾入选国家基金委杰出青年基金（2020），国家科技创新领军人才（2016），获中国植物生理与分子生物学学会杰出青年科学家奖（2021）。主持基金委杰青、重点项目、中科院先导B项目等。担任学术期刊Plant Physiology, Frontier Plant Sciences, ABBS编委；兼任上海市生物物理学会理事长，中国生物物理学会理事，中国植物生理与分子生物学学会代谢专业委员会副主任，中国植物学会整合组学专业委员会副主任等。

代表性论文

1. Zhang X.^#, Carroll W.^#, Nguyen T.B.^#, Nguyen T.H., Yang Z., Ma M.L., Huang X.W., Hills A., Guo H., Karnik R., Blatt M.R.*, Zhang P. *.  GORK K⁺ channel structure and gating vital to informing stomatal engineering. Nat Commun. 2025. 16:1961. doi:10.1038/s41467-025-57287-7.

2. Wang J.P.^#, Du B.Y.^#, Zhang X.^#, Qu X.M., Yang Y., Yang Z., Wang Y.F.*, Zhang P.*. Cryo-EM structures of Arabidopsis CNGC1 and CNGC5 reveal molecular mechanisms underlying gating and calcium selectivity. Nat Plants. 2025b. doi:10.1038/s41477-025-01923-z

3. Fang S.^#, Yang Y.^#, Zhang X.^#, Yang Z., Zhang M.H., Zhao Y., Zhang C.S., Yu F., Wang Y.F.*, Zhang P.*. Structural mechanism underlying PHO1;H1 mediated phosphate transport in Arabidopsis. Nat Plants. 2025a. doi:10.1038/s41477-024-01895-6.

4. Shao K. ^#, Zhang X. ^#, Li X. ^#, Hao Y.H., Huang X.W., Ma M.L., Zhang M.H., Yu F., Liu H.T.*, Zhang P.*. The oligomeric structures of plant cryptochromes. Nat. Struct. Mol. Biol. 2020. 27(5): 480-488. doi: 10.1038/s41594-020-0420-x.

5. Wang C.C., Sun B., Zhang X., Huang X.W., Zhang M.H., Guo H., Chen X., Huang F., Chen T.Y., Mi H.L., Yu F., Liu L.N., Zhang P.*. Structural mechanism of the active bicarbonate transporter from cyanobacteria. Nat Plants. 2019. 5(11):1184-1193. doi: 10.1038/s41477-019-0538-1.