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生科讲堂|张鹏(中国科学院):调控光合作用效率膜转运蛋白的结构机制与分子设计

发布日期 :2025-11-24    阅读次数 :10

20251118日下午,应浙江师范大学生命科学学院邀请,中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所张鹏研究员/杰青作了题为《调控光合作用效率膜转运蛋白的结构机制与分子设计》的学术报告。报告由学院张可伟教授主持。

 

张鹏研究员长期致力于植物重要生理过程中蛋白质结构与功能的研究,重点关注两个方向:一是植物跨膜转运的分子机理,涵盖植物营养元素与激素的吸收运输,以及调控光合作用效率的膜转运蛋白与离子通道;二是植物跨膜信号传递机制,探索植物如何感知并转导外界环境信号,例如蓝光受体的激活与信号传导路径。其多项研究成果作为通讯作者发表于NatureNature Plants5篇)、Nature Structural & Molecular BiologyCell Research2篇)、Nature Communications4篇)、PNAS5篇)、Molecular Plant等国内外高水平期刊。张鹏研究员曾主持国家自然科学基金杰出青年项目、重点项目及科技部青年973项目等多项科研任务。目前担任Plant PhysiologyFrontiers in Plant Science期刊编委,并兼任上海市生物物理学会理事长、中国植物学会整合组学专业委员会副主任、中国生化与分子生物学会农业分会常务理事、中国生物物理学会理事等职务。 

光合作用是决定作物产量和影响地球碳汇形成的关键过程。在报告中,张鹏研究员首先介绍了植物光合作用中的光反应与暗反应,指出当前暗反应机制研究相对薄弱的现状。相较于C4植物和藻类,C3植物在二氧化碳浓缩机制及固碳效率方面存在明显不足。基于此,张鹏研究员团队对衣藻HCO₃⁻转运蛋白进行改造,显著提升了其转运活性,为C3植物的光合改造提供了新的分子元件。此外,针对植物气孔开闭速度制约光合速率的问题,团队运用冷冻电镜解析相关蛋白结构,成功对CNGC/GORK等蛋白进行工程优化,延缓气孔关闭时间,进而有效提升光合效率。

 

在报告讨论环节,与会师生围绕AI预测蛋白结构的可靠性、增强光合作用对氮循环的潜在影响等问题踊跃提问,张鹏研究员逐一予以深入解答,分享了宝贵的科研经验与专业见解。最后,张可伟教授对本次报告内容进行了总结,在场师生收获丰富,报告会在热烈的学术氛围中圆满结束。