研究人员在一项可以促进光合作用的关键发现中为羧基体提供了新的线索

香港科技大学（HKUST）领导的一个研究小组发现了在一些细菌和藻类中发现的羧基体-碳复合结构是如何工作的。这一突破可能有助于科学家重新设计和调整这些结构的用途，使植物能够将阳光转化为更多的能量，为提高光合作用效率、增加全球粮食供应和缓解全球变暖铺平道路

羧体是某些细菌和藻类中的微小隔间，将特定的酶包裹在由蛋白质制成的外壳中。它们进行碳固定，这是将大气中的二氧化碳转化为有机化合物的过程，这些有机化合物可以被细胞用于生长和能量。科学家们一直在试图弄清楚这些隔间是如何组合在一起的

在他们的最新研究中，由香港科技大学海洋科学系副教授曾庆禄教授领导的团队展示了从一种名为原绿球藻的细菌中纯化的羧体的整体结构

与中国科学技术大学生命科学学院周从昭教授合作；在中国的技术方面，该团队克服了细胞断裂和污染方面的最大技术困难之一，这将阻碍羧体的正确纯化。该团队还提出了一个完整的组装模型-羧基体，这在以前的研究中没有观察到

他们的研究发表在《自然植物》杂志上

该团队专门利用单粒子冷冻电子显微镜来确定α-羧基体，并表征蛋白质外壳的组装模式，它看起来像一个20边的形状，表面排列着特定的蛋白质。为了获得最小α-他们收集了从香港科技大学生物冷冻电镜中心的显微镜上拍摄的23400多张图像，并手动采集了约32000张完整的α-羧基颗粒用于分析

在外壳内，RuBisCO酶排列在三个同心层中，研究团队还发现一种名为CsoS2的蛋白质有助于将外壳内的一切结合在一起。最后，研究结果表明，羧体是从外到内组装在一起的。这意味着外壳的内表面被CsoS2蛋白的某些部分加强，而蛋白质的其他部分则吸引RuBisCO酶并将其组织成层

羧体最有前景的应用之一是在植物合成生物学中，通过将羧体作为CO2浓缩机制引入植物叶绿体，可以提高光合效率和作物产量

曾教授说：“我们的研究揭示了原绿球藻组装α-羧基体的奥秘，从而为全球碳循环提供了新的见解。”

他解释说，这些发现对减缓全球变暖也很重要，因为海洋蓝细菌固定了全球25%的二氧化碳。他说：“我们对海洋蓝细菌CO2固定机制的了解将使我们能够提高它们的CO2固定率，从而从大气中去除更多的CO2。”

在这项研究之后，该团队计划引入原绿球菌&α-羧化物进入植物叶绿体，并研究最小的α-羧化体可以提高植物的光合效率。他们还计划修改羧基体基因，制造出能够以非常高的速率固定二氧化碳的转基因超级蓝藻，这可能能够减缓全球变暖