近日，Frontiers in Plant Science在线发表了香港大学生物科学学院林文量课题组题为“FdC1 and leaf-type ferredoxins channel electrons from photosystem I to different downstream electron acceptors”的研究论文。该研究揭示了为何植物在进化中保留了FdC1基因，及其与同源蛋白ferredoxin(Fd)功能的异同。
Fd是光合作用中重要的电子传递蛋白，它能够从光系统I（PS I）中接受电子再将电子传递至其下游的电子受体，包括FNR、NiR和SiR等。FNR能够利用电子把NADP+还原成为NADPH用以固碳，而NiR和SiR则分别利用电子进行氮还原和硫还原。此外，Fd亦能把电子传递至环形电子传递链（CEF）用于ATP的生产。根部的Fd则能够在OPPP通路中透过根型FNR从NADPH获取电子。由此可见，Fd在植物体内是举足轻重的电子传递蛋白。然而从藻类到高等植物的基因组，都具有一个与Fd蛋白质序列相同度达46%并且具有9个C端氨基酸的基因FdC1。该基因为何在进化中保留，而其又发挥怎样的功能？
林文量课题组通过研究表明了FdC1也能够从光系统I取得电子，并将电子传递给NiR和SiR，但不能传递至FNR。此外，它能够与两条CEF通路中的主要蛋白PGR5、PGRL1B及NdhS有相互作用。因此，虽然Fd和FdC1十分相似，但它们具有重合却不尽相同的下游电子受体，因而发挥了不同的电子分流作用，从而解释了其在进化中同时保留的合理性（如图）。在绿藻的基因组中仅分别有一个Fd、FNR、FdC1基因。但在拟南芥中却分化成四个Fd和FNR基因和一个FdC1基因。叶片中的Fd/FNR和根部的Fd/FNR的中间点电位相差甚大，从而确保了这两个组织中电子传递的单一方向性（叶片Fd→FNR，根部FNR→Fd）。而FdC1在叶片和根部均有表达，其所带有较为中衡的中间点电位则可使其在这两个组织中进行不同方向的电子传递（叶片PSI→FdC1→NiR/SiR，根部FNR→FdC1→NiR/SiR），这解释了在进化中高等植物保留Fdc1的原因。
林文量为本文的通讯作者，该团队的博士研究生官小茜（第一作者）和Voon Chia Pao参与了课题研究，香港中文大学教授黄锦波及其博士研究生陈帅、芬兰图尔库大学的Mikko Tikkanen也为研究的开展提供了帮助。
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