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常文瑞，1940年出生于遼寧錦州。結(jié)構(gòu)生物學(xué)家，中國科學(xué)院生物物理研究所研究員，博士生導(dǎo)師。1964年畢業(yè)于南開大學(xué)化學(xué)系。2005年當(dāng)選為中國科學(xué)院院士。

簡歷：

1960 - 1964　天津市南開大學(xué)，學(xué)士

1990 - 至今　中國科學(xué)院生物物理研究所，研究員

2005年          當(dāng)選中國科學(xué)院院士

獲獎及榮譽：

1982年 國家自然科學(xué)獎二等獎

1987年 中國科學(xué)院科技進步獎一等獎

1989年 國家自然科學(xué)獎二等獎

2004年 北京市科學(xué)技術(shù)獎一等獎

2004年 獲何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進步獎

2005年 獲中國科學(xué)院科學(xué)技術(shù)成就獎

2013年 獲北京市科學(xué)技術(shù)獎一等獎

2014年 獲國家自然科學(xué)獎二等獎

研究方向：

長期從事生物大分子（胰島素、蚯蚓纖溶酶，金屬蛋白酶，藻膽蛋白等）結(jié)構(gòu)與功能研究，近二十年來研究工作重點集中于光合作用相關(guān)（膜）蛋白的結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究。光合作用是地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)之一，分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段，本研究組現(xiàn)階段的研究內(nèi)容主要集中在以下兩個方面：

一、光反應(yīng)途徑相關(guān)膜蛋白及復(fù)合物的結(jié)構(gòu)與功能研究

1. 植物光系統(tǒng)II超大膜蛋白復(fù)合物的結(jié)構(gòu)與功能研究：

高等植物PSII-LHCII在類囊體膜上是一個超大的膜蛋白復(fù)合物二聚體，其每一個單體由近30個蛋白亞基組成，并結(jié)合有上百個色素分子、輔因子及脂分子等等。PSII-LHCII是由一個二聚體的核心，以及核心周圍結(jié)合的多種外周捕光天線蛋白LHCII共同組成。光系統(tǒng)II的核心與天線蛋白的比例是可變的，從而形成不同尺度大小的PSII-LHCII復(fù)合物。對這些不同組成、不同形式的PSII-LHCII復(fù)合物結(jié)構(gòu)的測定將使我們有可能揭示其高效捕獲、傳遞及轉(zhuǎn)換光能的機理以及植物捕光調(diào)節(jié)的分子機制。我們對高等植物光系統(tǒng)II中不同層次、不同組合的光合膜色素蛋白復(fù)合物樣品開展分離純化及結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究，并結(jié)合各種生化手段和譜學(xué)實驗，以期為深入理解植物的光合作用提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

2. 高等植物及真核綠藻中光保護及調(diào)節(jié)相關(guān)的膜蛋白復(fù)合物的結(jié)構(gòu)與功能研究：

光合作用是由太陽能驅(qū)動的高效且可控的生物化學(xué)反應(yīng)過程。在高光照或某些環(huán)境壓力下，植物經(jīng)常會吸收超過其固定二氧化碳能力所需的光能，過量的光能會導(dǎo)致光氧化性損傷，為此植物進化出了多種重要的保護和調(diào)節(jié)機制，包括能量依賴的淬滅（qE），可以將過量吸收的光能以熱的形式安全地耗散掉；狀態(tài)轉(zhuǎn)換（qT），可以調(diào)節(jié)光能在兩個光系統(tǒng)間的平衡分配；環(huán)式電子傳遞（CET），可以減緩環(huán)境脅迫的影響，優(yōu)化光合作用效率；以及其它多種保護和調(diào)節(jié)機制。在這些調(diào)節(jié)過程中，會形成各種不同的超大膜蛋白復(fù)合物，我們擬對高等植物和真核綠藻中這些超大膜蛋白復(fù)合物開展結(jié)構(gòu)研究，以便深入理解光合生物適應(yīng)環(huán)境變化進行光保護和調(diào)節(jié)的分子機制。

二、其它光合作用相關(guān)的重要功能酶及復(fù)合物的結(jié)構(gòu)與功能研究

1.光合作用暗反應(yīng)中關(guān)鍵酶及其調(diào)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能研究：

在有光的條件下，光反應(yīng)生成的ATP及NADPH參與到暗反應(yīng)當(dāng)中，固定二氧化碳并生成碳水化合物。但是在沒有光的情況下，光合作用細胞也能利用正常的分解過程產(chǎn)生的能量來進行合成代謝。在植物葉綠體的基質(zhì)中，同時具有兩類酶，一類是與同化作用的暗反應(yīng)Calvin循環(huán)相關(guān)的酶，另一類是能夠分解淀粉的代謝酶。葉綠體組織通過上述兩類酶逐漸形成了光依賴型控制機制，在光和暗的條件下轉(zhuǎn)換代謝形式。該途徑中涉及多個重要的酶及調(diào)控蛋白，我們擬對光合作用這些關(guān)鍵酶及調(diào)控系統(tǒng)開展結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究，深入了解它們的作用機制及調(diào)控機理。

2. 藍細菌中長鏈脂肪烴代謝途徑中關(guān)鍵酶的結(jié)構(gòu)與功能研究：

利用分子生物學(xué)、合成生物學(xué)等現(xiàn)代技術(shù)手段，人工改造暗反應(yīng)的固碳途徑使光合細菌直接生產(chǎn)出人類所需要的生物能源是開發(fā)新型清潔能源的一個重要方向。而可再生脂肪烴是傳統(tǒng)石化液體燃料的理想替代產(chǎn)品，被稱為“生物石油”。光合藍細菌的脂肪烴代謝途徑在2010年被闡明，我們也對該途徑中的關(guān)鍵酶開展了結(jié)構(gòu)與功能的系列研究。

代表論著：

1.PanX, MaJ, SuX, CaoP, ChangW, LiuZ, ZhangX*, MeiLi*；Structure of the maize photosystem I supercomplex with light-harvesting complexes I and II. Science. 2018;360(6393):1109-1113

2. Su X1, Ma J1, Wei X1, Cao P1, Zhu D, Chang W, Liu Z*, Zhang X*, Li M*. Structure and assembly mechanism of plant C(2)S(2)M(2)-type PSII-LHCII supercomplex. Science. 2017, 357(6353):815-820.

3. Wei X1, Su X1, Cao P, Liu X, Chang W, Li M*, Zhang X*, Liu Z*. Structure of spinach photosystem II-LHCII supercomplex at 3.2？？ resolution. Nature. 2016, 534(7605):69-74.

4. Fan M, Li M*, Liu Z, Cao P, Pan X, Zhang H, Zhao X, Zhang J, Chang W*. Crystal structures of the PsbS protein essential for photoprotection in plants. Nature Structural & Molecular Biology, 2015, 22(9):729-735.

5. Cao P1, Xie Y1, Li M*, Pan X, Zhang H, Zhao X, Su X, Cheng T, Chang W*. Crystal Structure Analysis of Extrinsic PsbP Protein of Photosystem II Reveals a Manganese-Induced Conformational Change. Molecular Plant, 2015,8, 664–666.

6. Wan T, Li M*, Zhao X, Zhang J, Liu Z, Chang W*. Crystal structure of a multilayer packed major light-harvesting complex: implications for grana stacking in higher plants. Mol Plant. 2014 May;7(5):916-9.

7. Pan X, Liu Z*, Li M, Chang W*. Architecture and function of plant light-harvesting complexes II. CurrOpinStruct Biol. 2013 Aug;23(4):515-25.

8. Pan X., Li M., Wan T., Wang L., Jia C., Hou Z., Zhao X., Zhang J., Chang W*. Structural insights into energy regulation of light-harvesting complex CP29 from spinach. Nature structural & molecular biology 2011, 18, 309-315

9. Pascal A. A., Liu Z., Broess K., van Oort B., van Amerongen H., Wang C., Horton P.*, Robert B.*, Chang W., Ruban A. Molecular basis of photoprotection and control of photosynthetic light-harvesting. Nature 2005, 436, 134-137

10. Liu Z., Yan H., Wang K., Kuang T., Zhang J., Gui L., An X., Chang, W*. (2004) Crystal structure of spinach major light-harvesting complex at 2.72 A resolution. Nature 428, 287-292.

參考資料

【1】中國科學(xué)院生物物理研究所，常文瑞