老葉的植物王國

  萵苣的類囊體。grana就是堆疊的型態。 圖片來源： 維基百科 由於植物不會像動物一樣地動來動去，常常讓人以為植物是完全靜止的。所以對於因為某些原因而陷入靜止狀態的人，我們稱呼他們為「植物人」。 其實，對植物稍有瞭解的人一定知道，植物沒有「完全不動」！只有死翹翹的生物才會完全不動好嗎！就算不討論晚上，白天時植物可是忙得很呢！ 植物白天時忙著進行光合作用，依照光的強度，類囊體膜（thylakoid membrane）會時而堆疊、時而散開，而光系統II更是每90分鐘就要重組一次，因為D1蛋白質只能維持90分鐘的壽命。 最近有一個研究，更進一步地去解讀植物類囊體的神秘舞蹈。 研究團隊用了阿拉伯芥（ Arabidopsis thaliana ）作為研究材料（沒辦法，它太好用了），除了野生型，還加入了兩個雙突變株： stn7stn8 以及 pph1pbcp 。使用這兩個雙突變株是因為， stn7stn8 雙突變會使植物失去能把捕光複合體II（LHCII）的蛋白質磷酸化的能力，造成類囊體膜永遠都會呈現堆疊的狀態；而 pph1pbcp 雙突變則會使植物失去能把捕光複合體II（LHCII）的蛋白質去磷酸化的能力，造成類囊體膜永遠都會呈現不堆疊（散開）的狀態。 然後，他們使用凍裂冷掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡觀察膜區域。另外，他們還採用了PAM (脈衝幅度調變) 光合作用螢光測量技術。這種技術能夠在不破壞樣品的情況下測量植物葉綠體中的光合作用效率和電子傳輸速率。通過測量不同光照條件下的螢光參數，如最大和最小螢光、可變螢光以及螢光淬滅，研究人員能夠推斷LET和CET的相對活性。 研究團隊發現： 在黑暗中，植物的類囊體膜是堆疊的。這種堆疊結構有助於在沒有光照時保護類囊體膜結構，並在光照條件下迅速調整以最佳化光合作用；而 pph1 pbcp 雙突變株的類囊體確實呈現非堆疊狀態，意味著這些突變株在光合作用的調控上被鎖定在類似光照條件下的狀態。在完全沒有光的情況下光反應並不會進行，但是在低光照下或是光照與黑暗交替時，植物類囊體膜的構造和功能調整，以最佳化光合作用效率，包括對CET的依賴以保護植物免受光損害並穩定內部ATP/NADPH的平衡，所以這時候CET的活性「相對」較高。。 在光照下，類囊體膜展現非堆疊結構，使得PSI與PSII之間的距離變遠。這種結構調整有...

  圖片來源：Nature 植物的光合作用（photosynthesis）是地球上最重要的反應，而在植物中，這個反應是在類囊體（thylakoid）中進行。 當然，在類囊體出現之前，已經有光合作用了；那時候應該是一些類似藍綠菌（cyanobacteria）的生物，將自己的細胞膜折疊成類似的構造？至於類囊體什麼時候出現，基於分子鐘和系統發育分析得來的推測，估計在大約27億到20億年前。 之前的化石發現最早的葉綠體結構出現在大約5.5億年前。最近比利時的列日大學（University of Liège）的發現，將最早葉綠體的化石年代往前推了至少12億年。 研究團隊分析來自澳大利亞麥克德莫特地層（McDermott Formation）和加拿大草原灣地層（Grassy Bay Formation）的Navifusa majensis微化石。 研究團隊使用了穿透式電子顯微鏡。他們觀察了未染色的樹脂嵌入樣本，重點是尋找與光合作用相關的超微結構，尤其是類囊體。 研究團隊觀察到一組具有明顯較暗邊緣的細胞膜，這些被解釋為類囊體。他們詳細分析了這些膜的排列方式和結構特徵，以確認其與現代葉綠體的相似性。 研究團隊觀察到的結構具有以下特點： 在穿透式電子顯微鏡（TEM）下觀察到的細胞膜呈現出明顯較暗的邊緣。這些細胞膜由一層中等電子密度的層與兩層高電子密度的層所組成。這些細胞膜在不同的樣本中呈現出不同的排列方式。在一些樣本中，它們平行於細胞壁排列，而在其他樣本中則呈現出局部扭曲的排列。 這些膜的厚度範圍在10到20奈米之間。細胞壁由一層透光層和一層薄的電子密集層組成，總厚度可達70奈米。 為了做進一步確認，研究團隊將發現的結構與現代藍綠菌和其他光合生物的葉綠體結構進行了比較，以進一步支持他們的結論。 化石中觀察到的結構與現代類囊體具有顯著的相似性，這支持了其作為有氧光合作用證據的解釋。這些比較和分析的結果對於理解早期地球上葉綠體的出現和發展具有重要的科學意義。 參考文獻： Demoulin, C.F., Lara, Y.J., Lambion, A. et al. Oldest thylakoids in fossil cells directly evidence oxygenic photosynthesis. Nature (202...

今天看到一篇新聞報導： 菠菜萃取物 助降食欲   台灣新生報 作者【記者蘇湘雲／綜合外電報導】 |  台灣新生報 – 2015年8月4日 上午12:00  菠菜葉綠素當中有一種成份稱為「類囊體」（Thylakoids），美國一項研究發現，菠菜中的類囊體經過萃取、濃縮後，可以幫助減少飢餓感，吃東西欲望也會下降。研究人員也發現，類囊體會促進身體飽足荷爾蒙分泌，並減緩脂肪消化、吸收。  這項研究成果已發表於美國營養學院所出版的《美國營養學院期刊》（Journal of the American College of Nutrition）。  研究人員測試類囊體萃取物、安慰劑對飽足感、食物攝取、血脂與血糖的影響。共有六十人參與實驗計畫，其中三十人為男性、三十人為女性。這些人都有體重過重、肥胖問題。這些人隨機服用菠菜萃取物、安慰劑，兩種攝取時間相差一星期。吃早餐之前，研究人員先為這些人驗血，測量血脂、血糖指數，在攝取萃取物後，以及吃午餐四小時後，再驗一次。再過四小時後，研究人員讓這些人吃披薩。研究人員透過驗血，了解這些人對食物有哪些反應。 研究結果顯示，菠菜類囊體萃取物可以讓飽足感多增加兩小時。男性、女性攝取類囊體萃取物後，反應也不太一樣。男性熱量攝取有減少趨勢。而過去有研究發現，女性攝取類囊體萃取物後，想吃甜食的欲望大為降低。  研究作者法蘭克‧葛林威表示，這次研究發現，類囊體不但可以減少飢餓感，還能降低吃鹹食欲望。對於高血壓患者、有體重問題的民眾，似乎特別有好處。 說真的看到第一句我就快不行啦...『 菠菜葉綠素當中有一種成份稱為「類囊體」（Thylakoids） 』？！ 我們來看一下類囊體跟葉綠素在植物的哪裡... 圖片來源： wiki 上面這個圖是植物的葉綠體（chlorophyll），只看得到類囊體（thylakoid）。類囊體是由葉綠體的內膜（inner membrane）特化而來，上面有很多很多的光系統（photosystem）。（p.s.葉綠體在植物的葉肉細胞裡） 類囊體的放大圖。圖片來源： wiki 類囊體上面有兩種光系統，光系統I（photosystem I）與光系統II（photosystem II）。 說了那麼久，葉綠素呢？ ...