以提高PSII超分子体系体外能量传递和电荷分离效率为目标的分子设计和组装研究

光系统II超分子体系（PSII）是光合作用吸收太阳能、光解水和产生电荷分离的最重要的复合体，分析PSII结构与功能的关系，进而设计优化其结构与功能，对于模拟光合作用、将太阳能直接转换成可用能量具有非常重要的理论意义。本项目拟在不同的类囊体脂膜环境中进行PSII－LHCIIb超分子体系蛋白脂质体的组装，研究PSII超分子体系的结构与功能的关系，阐明PSII超分子体系的激子偶联、能量平衡及能量传递途径的规律；通过研究不同LHCIIb的突变体与PSII间的能量传递特性，发现影响PSII能量平衡的关键蛋白以及结构域；通过研究在不同环境中的PSII超分子体系的能量平衡与光保护机制，探索最佳PSII-LHCIIb超分子体系的蛋白脂质体的组装体系，提高LHCIIb-PSII间能量传递和电子传递的效率、以及在强光条件的色素偶联系统的光保护能力，打造生物太阳能电池的光电转换核心材料。

光系统II超分子体系（PSII）是光合作用吸收太阳能、光解水和产生电荷分离的最重要的复合体，分析PSII结构与功能的关系，进而设计优化其结构与功能，对于模拟光合作用、将太阳能直接转换成可用能量具有非常重要的理论意义。本项目对于在不同的类囊体脂膜环境中进行了PSII－LHCII超分子体系蛋白脂质体的组装，研究了PSII超分子体系的结构与功能的关系，通过不同蛋白脂质体中PSII超分子体系的激子偶联、能量平衡及能量传递途径等方面的观察，发现PSII中的蛋白经过精简后，依旧可以进行高效率的能量传递和转换；通过对于LHCII的突变体的研究，发现LHCII中能够调节色素激发态寿命的关键氨基酸，为进一步改造LHCII的激发态，进行电荷分离打下了基础；通过对于在不同环境中的PSII超分子体系的能量平衡与光保护机制，我们发现了介导最佳PSII-LHCII能量体系组装环境，提高LHCII-PSII间能量传递和电子传递的效率及在强光条件的色素偶联系统的光保护能力，本项目的研究为打造生物太阳能电池的光电转换核心材料打下了基础。