光合作用機制
藍綠菌的光合作用特性
藍綠菌是如何吸收遠紅光行光合作用的？了解這些藍綠菌之中協助吸收遠紅光的葉綠素f是如何與光合系統結合有助於我們進一步了解使用遠紅光的奧秘。此外藍綠菌中吸收光能的藻膽蛋白體也是我們的研究重點之一。藻膽蛋白體是如何演化至現在的繁複結構呢？
相關發表與文獻:
Gisriel CJ, Flesher DA, Shen G, Wang J, Ho M-Y, Brudvig GW, Bryant DA. (2021) Structure of a photosystem I-ferredoxin complex from a marine cyanobacterium provides insights into far-red light photoacclimation. J. Biol. Chem. 298, 101408. https://doi.org/10.1016/j.jbc.2021.101408
Gisriel CJ, Shen G, Kurashov V, Ho M-Y, Zhang S, Williams D, Golbeck JH, Fromme P, Bryant DA. (2020) Structure of photosystem I acclimated to far-red light. Sci. Adv. 6, eaay6415. https://doi.org/10.1126/sciadv.aay6415
葉綠素f 接合位點
葉綠素f是FaRLiP藍綠菌能夠吸收遠紅光的重要因素之一，不過我們對於這些色素在光系統一的具體位置尚未明瞭。透過將光系統一中可能與葉綠素f接合位點剔除，並透過光譜、HPLC與蛋白質萃取等技術，我們將能夠更了解葉綠素f是如何與光系統一接合，對於日後想將葉綠素f表現在其他物種中有相當程度的幫助
相關發表與文獻:
Silori Y, Willow R, Nguyen HH, Shen G, Song Y, Gisriel C J, Brudvig G W, Bryant DA, & Ogilvie JP. (2023) Two-Dimensional Electronic Spectroscopy of the Far-Red-Light Photosystem II Reaction Center. J. Phys. Chem. Lett. 14(45), 10300–10308. https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.3c02604
Gisriel CJ, Cardona T, Bryant DA, & Brudvig GW. (2022) Molecular Evolution of Far-Red Light-Acclimated Photosystem II. Microorganisms. 10(7), 1270. https://doi.org/10.3390/microorganisms10071270
Gisriel CJ, Shen G, Ho M-Y, Kurashov V, Flesher DA, Wang J, Armstrong WH, Golbeck JH, Gunner MR, Vinyard DJ, Debus RJ, Brudvig GW, Bryant DA. (2021) Structure of a monomeric photosystem II core complex from a cyanobacterium acclimated to far-red light reveals the functions of chlorophylls d and f. J. Biol. Chem. 298, 101424. https://doi.org/10.1016/j.jbc.2021.101424
光系統二位點分析
FaRLiP藍綠菌可以透過重構光系統一與二的結構來協助吸收遠紅光行光合作用。我們好奇在光系統二中有哪些位點對於吸收遠紅光或是其他生理反應是至關重要的，透過CRISPR/Cpf1的基因編輯技術，蛋白質萃取與色素組成分析等，我們可以更加了解FaRLiP藍綠菌光系統的重要位點
相關發表與文獻:
Jiang H-W, Wu H-Y, Wang C-H, Yang C-H, Ko J-T, Ho H-C, Tsai M-D, Bryant DA, Li F-W, Ho M-C#, Ho M-Y# (2023) A structure of the relict phycobilisome from a thylakoid-free cyanobacterium. Nat. Commun. 14, 8009. https://doi.org/10.1038/s41467-023-43646-9. (#co-corresponding author)
Zheng L, Zhang Z, Wang H, Zheng Z, Wang J, Liu H, Chen H, Dong C, Wang G, Weng Y, Gao N, & Zhao J. (2023) Cryo-EM and femtosecond spectroscopic studies provide mechanistic insight into the energy transfer in CpcL-phycobilisomes. Nat. Commun. 14(1), 3961. https://doi.org/10.1038/s41467-023-39689-7
Rahmatpour N, Hauser DA, Nelson JM, Chen PY, Villarreal JC, Ho M-Y#, Li F-W# (2021) A novel thylakoid-less isolate fills a billion-year gap in the evolution of Cyanobacteria. Curr. Biol. 31, 2857-2867.e4. https://doi.org/10.1016/j.cub.2021.04.042 (#co-corresponding author)
Jiang, H-W, Ho M-Y. (2021) Isolation and characterization of intact phycobilisome in cyanobacteria. J. Vis. Exp. (177):e63272. https://doi.org/10.3791/63272
藻膽蛋白結構分析
藻膽蛋白常見於大多數藍綠菌協助吸收光能，在不同種藍綠菌具有多樣的結構，我們致力於研究最近新發現的藍綠菌 Anthocerotibacter panamensis 的獨特藻膽蛋白結構，透過蛋白質純化、冷凍電子顯微鏡等蛋白質實驗相關技術，我們可以一窺有別於一般藍綠菌常見的扇形或束狀形藻膽蛋白結構，並可以深入了解藍綠菌與藻膽蛋白的演化歷史