光合作用卡尔文循环图，植物光合作用中卡尔文循环的产物是

光合作用分为光反应和卡宾循环(暗反应)两个阶段，其中卡宾循环包括多级酶反应，利用光反应过程中产生的ATP和NADPH固定二氧化碳，生成碳水化合物。

因此，卡尔文循环不需要光能，但这个过程由光/暗控制。

光反应阶段的光信号通过一系列蛋白质最终转化为氧化还原信号，硫氧还蛋白( TRX )控制着卡尔文循环和大量的下游反应。

叶绿体核酮激酶( PRK )和甘油醛-3-磷酸脱氢酶( GAPDH )是卡尔文循环中的关键酶，它们分别消耗光反应过程中产生的ATP和NADPH，均受TRX氧化还原的调控处于还原状态时为活化状态，处于氧化状态时为非活化状态。

叶绿体中另一种蛋白质CP12也受TRX调控，可以在氧化状态下与PRK、GAPDH相互作用形成GAPDH/CP12/PRK复合体。

复合体形成后，两种酶的活性进一步受到抑制。

5月8日，国际植物研究杂志THE PLANT CELL发表了中国科学院生物物理研究所李梅/常文瑞小组的研究成果。 题为photosyntheticphosphoribulokinasestructures:enzymaticmechanismsandtheredoxregulationofthecalvin-Benson-basshamcycle

在本项目中，来自蓝藻的PRK结合辅助因子二磷酸腺苷( ADP )和葡萄糖-6-磷酸( G6P )的晶体结构、分别处于氧化状态和还原状态的拟南芥PRK的晶体结构、以及拟南芥PRK和Gaga

基于结构信息，结合突变体活性测定和亲和力实验结果，确定了PRK活性位点及参与催化的主要结构域和氨基酸，解释了PRK受氧化还原调控的分子机制，给出了GAPDH/CP12/PRK复合物中各蛋白质之间相互作用的具体细节

这些研究结果为深入了解PRK的催化机理和卡尔文循环的精细调控提供了重要的结构信息。

生物所研究员李梅是论文通讯作者，博士生是爱玲和博士解媛是这项工作的共同第一作者。

该研究得到科技部重点研发计划、中科院b类先导专项、中科院前沿科学重点研究项目、国家自然科学基金的共同资助。

数据采集和样品分析等工作得到了上海光源、生物物理所蛋白质科研平台等相关工作人员的支持和帮助。

图标： ( a ) SePRK-ADP-G6P结构； ( b ) AtPRKox与AtPRKred结构比对； ( c ) GAPDH/CP12/PRK复合体的三维结构。

资料来源：中国科学院生物物理研究所