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潘晓伟

作者: | 来源: | 发布日期:2021-04-30 | 阅读次数:

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 潘晓伟 博士 研究员 博士生导师

  首都师范大学det365娱乐官网登录

  研究方向:膜蛋白结构生物学

  电子邮件:panxw@cnu.edu.cn

  电话:010-68901494

  通讯地址:北京市西三环北路105号(100048

 

教育经历 

1999.09-2003.07   北京大学 药学院,理学学士

2003.09-2009.12   中国科学院生物物理研究所,理学博士


科研经历

2010.01-2011.12   中国科学院生物物理研究所,助理研究员

2012.01-2020.10   中国科学院生物物理研究所,副研究员

2020.11-2020.12   中国科学院生物物理研究所,研究员

2020.12-至今      首都师范大学det365娱乐官网登录,研究员

 

学术兼职

国家自然科学基金函评专家

Scientific Reports》和《BBA- Bioenergetics》杂志审稿人

Science》杂志公众号特邀评述人

中国科学院青年创新促进会  生物物理所小组组长(2020年)

中国生物物理学会会员


研究方向

光合作用是地球上最重要的化学反应之一,放氧光合生物利用太阳光能,将二氧化碳和水转化为有机物,同时释放出氧气,为地球上几乎所有生命体提供物质和能量。光合作用分为光反应和暗反应两个阶段,其中光反应阶段由光合膜上一系列超大的膜蛋白复合物协同配合来完成。对光合作用机理及其调控机制的研究,将为解决粮食危机、能源短缺、环境污染等问题提供启示性方案。本实验室的主要研究方向是应用结构生物学方法,包括X-射线晶体学和冷冻电子显微镜技术,解析不同进化阶段的光合生物在多种环境下的光合膜蛋白复合体的三维结构,并基于高分辨率的三维结构信息,结合生物化学、光谱学、生物物理学和分子遗传学等方法,深入研究光合膜蛋白复合体的功能,阐明其发挥作用的分子机理,探讨光合生物在进化演变过程中适应环境的分子机制。


主要研究成果

1. 解析了拟南芥强光保护调节蛋白SOQ1功能结构域及多个突变体的结构,并结合生化功能研究,揭示了SOQ1调节植物强光保护功能的分子机制Nature Plants,2022)

2. 解析了拟南芥环式电子传递NDH-PSI超级复合体冷冻电镜结构,揭示了NDH和PSI相互识别的分子机制,绘制了高等植物环式电子传递过程的工作模型Molecular Plant,2022)。

3. 解析了莱茵衣藻状态转换复合物PSI-LHCI-LHCII冷冻电镜结构,发现了影响复合物形成的关键亚基,在分子水平上揭示了绿藻与高等植物状态转换过程的差异Nature Plants, 2021)。

4. 解析了蓝藻环式电子传递复合物NDH-1L-Fd冷冻电镜结构,揭示了蓝藻环式电子传递过程的分子机理Nat Commun2020)。

5. 解析了绿藻光系统I冷冻电镜结构,揭示了其复杂的天线系统结构及色素网络,为阐明绿藻光系统I进行高效捕光和能量传递的分子机理提供了结构基础Nat Plants2019)。

6. 解析了玉米状态转换复合物PSI-LHCI-LHCII冷冻电镜结构,揭示了在不断变换的自然光环境中,高等植物两个光系统进行能量平衡分配的分子机制 (Science2018; BBA Bioenerg, 2020)

7. 解析了高等植物光系统II捕光天线CP29的晶体结构,构建了完整的色素网络,发现了其潜在的能量淬灭中心,为阐明CP29高效捕光、能量传递和光保护的分子机制提供了结构基础Nat Struct Mol Biol, 2011; Curr Opin Struct Biol, 2013


主持项目                            

1. 国家自然科学基金委员会,面上项目,31970264,高等植物环式电子传递超大复合物NDH-PSI结构生物学研究,2020.01-2023.12。

2. 国家自然科学基金委员会,青年科学基金项目,31600609,高等植物淬灭抑制蛋白SOQ1结构与功能研究,2017.01-2019.12。

3. 国家自然科学基金委员会,面上项目,31170703,高等植物光合膜蛋白—次要捕光复合物CP29结构与功能研究,2012.01-2015.12。

4. 华人民共和国科学技术部,国家重点研发计划青年项目,2016YFA0502900,植物幼苗出土存活蛋白质机器的分子机制,2016.07-2021.06(子课题负责人)。

5. 中国科学院,青年创新促进会人才专项,2018.01-2021.01。


参与项目  

1. 国家自然科学基金委员会, 重点项目, 31930064, 光系统I及相关膜蛋白复合物的结构、组装及动态调控, 2020.01-2024.12。

2. 中华人民共和国科学技术部,973计划重大科学问题导向项目(2011CBA00902),光合作用与"人工叶片”,2011.01-2015.08。

3. 中华人民共和国科学技术部,973重大科学研究计划(2006CB806505),蛋白质机器及分子机制-光合作用系统膜蛋白复合物的结构与功能,2006.09-2010.08。

4. 国家自然科学基金青年科学基金项目(30600124),重组高等植物次要捕光复合物CP26晶体学研究,2007.01-2009.12。


代表论文(*第一作者,#通讯作者)

1. Yu G*, Hao J*, Pan X*, Shi L, Zhang Y, Wang J, Fan H, Xiao Y, Yang F, Lou J, Chang W, Malnoë A#, Li M#. Structure of Arabidopsis SOQ1 lumenal region unveils C-terminal domain essential for negative regulation of photoprotective qH Nature Plants, 2022, July 7.

2. Su X*, Cao D*, Pan X#, Shi L, Liu Z, Dall'Osto L, Bassi R, Zhang X#, Li M#. Supramolecular assembly of chloroplast NADH dehydrogenase-like complex with photosystem I from Arabidopsis thaliana. Molecular Plant, 2022, 15(3): 454-467.

3. Pan X*, Ryutaro T*, Li A*, Takizawa K, Song CH, Murata K, Tomohito Yamasaki T, Liu Z#, Minagawa J#, Li M#. Structural basis of LhcbM5-mediated state transitions in green algae. Nature Plants, 2021, 7(8):1119-1131.

4. Pan X*; Cao D*, Xie F*; Xu F*; Su X; Mi H#; Zhang X#; Li M#. Structural basis for electron transport mechanism of complex I-like photosynthetic NAD(P)H dehydrogenase, Nature Communications, 2020, 11:610.

5. Pan X; Cao P; Su X; Liu Z; Li M# Structural analysis and comparison of light-harvesting complexes I and II, Biochim Biophys Acta Bioenerg, 2019: 1861: 148038.

6. Su X*, Ma J*, Pan X*, Zhao X, Chang W, Liu Z, Zhang X#, Li M#. Antenna arrangement and energy transfer pathways of a green algal photosystem-I-LHCI supercomplex. Nature Plants, 2019,5: 273-281.

7. Pan X*, Ma J*, Su X*, Cao P, Chang W, Liu Z, Zhang X#, Li M#. Structure of the maize photosystem I supercomplex with light-harvesting complexes I and II. Science 2018 (360): 1109-1113.

8. Pan X, Liu Z#, Li M, Chang W#. Architecture and function of plant light-harvesting complexes II. Current Opinion in Structural Biology, 2013, 23: 515-525.

9. 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.

10. Cao P; Pan X; Su X; Liu Z; Li M#. Assembly of eukaryotic photosystem II with diverse light-harvesting antennas, Current Opinion in Structural Bioliogy..2020, 63: 49-57.

11. Yu A*; Xie Y*; Pan X; Zhang H; Su X; Cao P; Chang W; Li M#. Photosynthetic Phosphoribulokinase Structures: Enzymatic Mechanisms and the Redox Regulation of the Calvin-Benson-Bassham Cycle. The Plant Cell, 2020, 32: 1556-1573.

12. Gao Y*; Zhang H*; Fan M; Jia C; Shi L; Pan X; Cao P; Zhao X; Chang W; Li M#. Structural insights into catalytic mechanism and product delivery of cyanobacterial acyl-acyl carrier protein reductase, Nature Communications, 2020, 11: 1525

13. Cao P, Su X, Pan X, Liu Z, Chang W, Li M#. Structure, assembly and energy transfer of plant photosystem II supercomplex. Biochim Biophys Acta Bioenerg 2018, 1859: 633-644.

14. Fox KF, Unlu C, Balevicius V, Jr., Ramdour BN, Kern C, Pan X, Li M, van Amerongen H, Duffy C#. A possible molecular basis for photoprotection in the minor antenna proteins of plants. Biochim Biophys Acta Bioenerg 2018, 1859: 471-481.

15. Cao P*, Xie Y*, 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.

16. 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: 729-735.

17. Jia C, Li M#, Li J, Zhang J, Zhang H, Cao P, Pan X, Lu X, Chang W#. Structural insights into the catalytic mechanism of aldehyde-deformylating oxygenases. Protein Cell, 2015, 6: 55-67.

18. Zhang H, Li M#, Gao Y, Jia C, Pan X, Cao P, Zhao X, Zhang J, Chang W# (2015) Structural implications of Dpy30 oligomerization for MLL/SET1 COMPASS H3K4 trimethylation. Protein Cell, 2015,6(2): 147-151.

19. Feng X, Pan X, Li M, Pieper J, Chang W, Jankowiak R# . Spectroscopic study of the light-harvesting CP29 antenna complex of photosystem II--part I. J Phys Chem B, 2013, 117: 6585-6592.

20. Guo J, Wei X, Li M, Pan X, Chang W#, Liu Z#. Structure of the catalytic domain of a state transition kinase homolog from Micromonas algae. Protein Cell, 2013, 4: 607-619.

21. Peng S, Zhang H, Gao Y, Pan X, Cao P, Li M, Chang W#. Crystal structure of uroporphyrinogen III synthase from Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000. Biochem Biophys Res Commun, 2011, 408: 576-581.

22. Wang F, Zhao F, Li M, Zhang H, Gao Y, Cao P, Pan X, Wang Z, Chang W#. Conformational Changes of rBTI from Buckwheat upon Binding to Trypsin: Implications for the Role of the P-8 ' Residue in the Potato Inhibitor I Family. Plos One, 2011, 6:1-7.

23. Pan X, Zhang H, Gao Y, Li M, Chang W#.Crystal structures of Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 quinone oxidoreductase and its complex with NADPH. Biochem Biophys Res Commun, 2009, 390: 597-602.

24. Li M, Chen Z, Zhang P, Pan X, Jiang C, An X, Liu S, Chang W#. Crystal structure studies on sulfur oxygenase reductase from Acidianus tengchongensis. Biochem Biophys Res Commun, 2008, 369: 919-923.

25. Li M, Zhang P, Pan X, Chang W#. Crystal structure study on human S100A13 at 2.0 A resolution. Biochem Biophys Res Commun, 2007, 356: 616-621.

26. Li M*, Li Y*, Chen J*, Wei W, Pan X, Liu J, Liu Q, Leu W, Zhang L, Yang X#, Lu J, Wang K. Copper ions inhibit S-adenosylhomocysteine hydrolase by causing dissociation of NAD+ cofactor. Biochemistry, 2007, 46: 11451-11458.


出版专著

1. 潘晓伟*,李梅,柳振峰,常文瑞。光合作用光反应中的重要蛋白及复合物的结构生物学研究进展,《新生物学年鉴2012》,科学出版社,2013.2.1,ISBN:9787030364036

 

授权专利

1. 一组拟南芥磷酸核酮糖激酶的突变体,2021,ZL 2020 1 0020444.7, 李梅,常文瑞,于爱玲,解媛,潘晓伟


招生方向

071010生物化学与分子生物学——光合作用膜蛋白复合体结构与功能