Photosystem II (PSII) splits water in oxygenic photosynthesis on Earth. The structure and function of the C 4 S 4 M 2 -type PSII-LHCII (light-harvesting complex II) megacomplexes from the wild-type and PsbR-deletion mutant plants are studied through electron microscopy (EM), structural mass spectrometry, and ultrafast fluorescence spectroscopy [time-resolved fluorescence (TRF)]. The cryo-EM structure of a type I C 4 S 4 M 2 megacomplex demonstrates that the three domains of PsbR bind to the stromal side of D1, D2, and CP43; associate with the single transmembrane helix of the redox active Cyt b 559 ; and stabilize the luminal extrinsic PsbP, respectively. This megacomplex, with PsbR and PsbY centered around the narrow interface between two dimeric PSII cores, provides the supramolecular structural basis that regulates the plastoquinone occupancy in Q B site, excitation energy transfer, and oxygen evolution. PSII-LHCII megacomplexes (types I and II) and LHC aggregation levels in Arabidopsis psbR mutant were also interrogated and compared to wild-type plants through EM and picosecond TRF.

中文翻译：

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植物 PSII-LHCII 大型复合体的结构和功能调控


光系统 II （PSII） 在地球上的含氧光合作用中分解水。通过电子显微镜 （EM） 、结构质谱法和超快荧光光谱法 [时间分辨荧光 （TRF）] 研究了来自野生型和 PsbR 缺失突变植物的 C 4 S 4 M 2 型 PSII-LHCII （光捕获复合物 II） 巨型复合物的结构和功能。I 型 C 4 S 4 M 2 巨型复合物的冷冻电镜结构表明 PsbR 的三个结构域与 D1、D2 和 CP43 的基质侧结合;与氧化还原活性 Cyt b559 的单跨膜螺旋相关;和稳定管腔外源性 PsbP。这种以 PsbR 和 PsbY 为中心的巨型复合物以两个二聚体 PSII 核心之间的狭窄界面为中心，提供了调节质体醌在 Q B 位点的占有率、激发能转移和析氧的超分子结构基础。还询问了拟南芥 psbR 突变体中的 PSII-LHCII 巨型复合物 （I 型和 II 型） 和 LHC 聚集水平，并通过 EM 和皮秒 TRF 与野生型植物进行比较。