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摘 要：联合研究小组利用X射线自由电子激光（XFEL）装置SACLA和美国LCLS（直线加速器相干光源）技术，揭示了光合作用中依次发生的分子结构变化，表明存在被还原的中间体，可能是结合过氧化物。
关键词：光合作用、光系统II、产氧中间体、锰钙簇、Kok循环
日本高亮度光科学研究中心（JASRI）、美国劳伦斯伯克利国家实验室、美国SLAC国家加速器实验室、美国威斯康星大学、德国洪堡大学、瑞典乌普萨拉大学等合作，利用X射线自由电子激光（XFEL）装置SACLA和美国LCLS（直线加速器相干光源）技术，揭示了光合作用中依次发生的分子结构变化。
在自然界的光合作用中，第一阶段是太阳光向化学能转换的过程——光将水分解为电子、质子和分子态氧。在作为活性中心的放氧复合体中，由4个锰原子和氧原子组成的锰钙簇与2个来自水的氧原子结合，发生协同反应形成氧分子(Kok循环)。
该研究采用基于XFEL的连续飞秒X射线晶体分析法，在常温下观测经多次照射可见激光所激发的放氧复合体，明确了Kok循环的最终反应过程（S3→[S4]→S0转变）中依次发生的结构变化。
此次研究表明，蛋白质根据催化过程中锰钙簇的化学变化而变化，S3→[S4]→S0转变经由从微秒到毫秒发生的一系列事件发生。