大多数植物总是设法让自己向着太阳生长。来自哥德堡大学的科学家与芬兰同事合作，揭示了植物细胞中的光敏蛋白在感知光线时所发生的结构变化。研究结果于4月30日发表在《自然》（Nature）杂志上。

相关蛋白家族被称为“光敏色素”家族，这些蛋白存在于所有植物的叶子中。它们检测到光线后，会告知细胞所处的是白天还是黑夜，植物是在荫凉处还是在阳光下。

哥德堡大学化学与分子生物学系的Sebastian Westenhoff说：“你可以将它们视作植物的‘眼睛’。我们的研究揭示了这些眼睛在分子水平上的作用机制。”

光照下分子发生显著变化

大多数植物都会设法避开阴暗，趋光生长，这使得它们能够通过光合作用消耗更多二氧化碳。光敏色素蛋白控制了这一过程。通过光辐射，植物中的光敏色素发生改变，将信号传递给细胞。

像大多数蛋白质一样，光敏色素具有三维分子结构。光敏色素吸收光线后，蛋白的结构发生改变。由于从细菌中能够获得充足的研究材料，在这篇新文章中，科学家们研究了细菌光敏蛋白所发生的结构改变。

“我们已经知道发生了某些形式的结构改变，随后光信号被转递给细胞。但我们并不知道结构如何改变，这就是我们所揭示的方面。结果表明，几乎整个分子被重建，”Sebastian Westenhoff说。

更高效的作物

这一发现增进了我们对光敏色素作用机制的了解，有可能促成新的策略，开发出能够在少光环境下生长的、更为高效的作物。

“蛋白质是生命的工厂和机器，当它们执行特定任务时，结构会发生改变。目前，要确定这些改变通常是不可能的。但我相信我们可以利用类似的实验来确定光敏色素以及其他蛋白许多重要的结构改变，”Sebastian Westenhoff说。

新的检测方法

Sebastian Westenhoff开发的一种新检测方法使这一研究成为可能。该方法基于利用激光引发结构改变，随后利用X射线成像这些结构变化。

该项目起源于两年前芬兰于韦斯屈莱大学科学家Janne Ihalainen制定的一个方案。“他问我们是否能够利用我的方法来研究光敏色素，近期他也开始启动了对光敏色素的研究，”Sebastian Westenhoff说。