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Nature Plants volume 9, pages 1359-1369 (2023)Citer cet article

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Le cœur de la photosynthèse oxygénée est le photosystème II (PSII), qui forme des supercomplexes avec une quantité variable de complexes trimériques périphériques captant la lumière (LHCII). Notre connaissance de la structure du supercomplexe de plantes vertes PSII est basée sur les résultats obtenus auprès de plusieurs représentants d'algues vertes et de plantes à fleurs ; cependant, les données sur une plante non fleurie sont actuellement manquantes. Nous rapportons ici une structure de microscopie cryoélectronique du supercomplexe PSII de l'épinette, un représentant des plantes terrestres non fleuries, à une résolution de 2,8 Å. Comparé aux plantes à fleurs, le supercomplexe PSII de l'épicéa contient une sous-unité Ycf12 supplémentaire, la protéine Lhcb4 est remplacée par Lhcb8 et le LHCII trimérique est présent sous forme d'homotrimère de Lhcb1. De manière inattendue, nous avons trouvé de l'α-tocophérol (α-Toc)/α-tocophérolquinone (α-TQ) à la frontière entre le trimère LHCII et l'antenne interne CP43. La molécule d'α-Toc/α-TQ est située à proximité de la chlorophylle a614 de l'une des protéines Lhcb1 et sa tête chromanol/quinone est exposée à la lumière thylakoïde. La position de l'α-Toc dans le supercomplexe PSII en fait un candidat idéal pour le capteur de lumière excessive, car l'α-Toc peut être oxydé en α-TQ par l'oxygène singulet induit par une lumière élevée à un pH luminal faible. La molécule d'α-TQ semble se déplacer légèrement dans le supercomplexe PSII, ce qui pourrait déclencher d'importantes modifications structure-fonctionnelles dans le supercomplexe PSII. L'inspection des cartes de microscopie cryoélectronique précédemment rapportées des supercomplexes PSII indique que l'α-Toc/α-TQ peut également être présent sur le même site dans les supercomplexes PSII des plantes à fleurs, mais son identification dans les études précédentes a été entravée par une résolution insuffisante. .

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Les données protéomiques de spectrométrie de masse ont été déposées auprès du Consortium ProteomeXchange via le référentiel partenaire PRIDE avec l'identifiant PXD035272. La carte cryo-EM du supercomplexe épicéa PSII a été déposée dans la banque de données de microscopie électronique sous le code d'accès EMD-16389. Le modèle de structure correspondant a été déposé dans le PDB sous le code PDB 8C29.

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