陈光玉 长聘教轨副教授

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地址：上海市闵行区剑川路601号交通大学生命科学技术学院4D-228
长聘教轨副教授，课题组负责人，博士生导师，研究方向为光合作用和合成生物学。清华大学本科，英国谢菲尔德大学生物化学与分子生物学博士。在博士后研究阶段实现在大肠杆菌中叶绿素的生物全合成。目前已发表6篇文章，其中5篇为独立一作，包括1篇 PNAS 和1篇 Sci. Adv.。





学术经历
2020年12月 - 至今，上海交通大学生命科学技术学院，长聘教轨副教授
2016年11月 - 2020年11月，英国谢菲尔德大学分子生物学与生物技术系，博士后研究人员（导师：英国皇家院士 C. Neil Hunter 教授)
2012年10月 - 2016年10月，英国谢菲尔德大学分子生物学与生物技术系，生物化学与分子生物学，博士（导师：英国皇家院士 C. Neil Hunter 教授）
2011年9月 - 2012年7月，清华大学环境学院，科研助理
2007年9月 - 2011年7月，清华大学生命科学学院，生物科学，理学学士


2020年12月 - 至今，上海交通大学生命科学技术学院，长聘教轨副教授
2016年11月 - 2020年11月，英国谢菲尔德大学分子生物学与生物技术系，博士后研究人员（导师：英国皇家院士 C. Neil Hunter 教授)
2012年10月 - 2016年10月，英国谢菲尔德大学分子生物学与生物技术系，生物化学与分子生物学，博士（导师：英国皇家院士 C. Neil Hunter 教授）
2011年9月 - 2012年7月，清华大学环境学院，科研助理
2007年9月 - 2011年7月，清华大学生命科学学院，生物科学，理学学士





研究方向
太阳-叶绿素-地球生物圈


叶绿素合成中催化“红变绿”反应的环化酶


引入外源性的色素和捕光系统来扩展光合生物的可利用光谱...


在异养生物中自下而上组建光系统






万物生长靠太阳。光合作用维系着整个地球生物圈。作为光合作用至关重要的因子，叶绿素把远在1.5亿公里外的太阳与地球上的生灵紧紧相连。研究叶绿素合成和光合作用的分子机制不仅是满足我们的好奇心，更可为解决人类社会面临的众多挑战提供知识储备。


叶绿素是一类环状四吡咯分子，其特有的化学结构包括一个中心镁离子和一个第五环。该第五环的形成导致“红”到“绿”的颜色转变，使叶绿素的吸收线型初现端倪。自然界已知存在两种完全不同的催化该环形成的环化酶，一种是厌氧型，另一种是好氧型。好氧型环化酶在不同光合生物中根据其是否包含一个辅助亚基又可细分为三种。正如我的导师C. Neil Hunter所述，生物化学研究致力于纯化出有活性的所有反应物，包括蛋白质和底物，然后用已知浓度的反应物来定量测定所研究酶促反应的动力学，鉴定反应的化学中间体，以期阐明其反应机理。我们将以此为参考研究环化酶的生物化学属性，并结合结构生物学的方法，确定其参与反应的重要氨基酸残基，以及反应所需的电子传递的细节。我们还会研究环化酶在模式光合生物体内的活性和调控，以及与其他叶绿素合成酶的相互作用。


光合生物含有特定种类的光合色素和光合系统来适应所处环境的光能资源。一种光合生物所能利用的光谱资源是有限的。我们将利用基因工程的方法，突破物种间的进化隔离，在光合模式生物中重组色素合成路径，修饰其固有光系统，甚至组装全新的光系统。我们期望以此来理解光合系统复杂的组装机制，并构建可以更充分利用太阳光能的“广谱”光合工程菌。


在这个长期项目中，我们将整合对光合作用的已有认知，利用基因工程学和合成生物学的方法学，在异养微生物中自下而上逐步搭建光系统。初期将在原核生物中执行，以大肠杆菌为主，后续或将计划延伸至真核微生物，如酵母中。这个项目挑战性极大，其终极目标将是在异养生物中组建有功能的光系统，实现光能捕获和光化学反应，并与宿主的能量代谢路径完全整合。






研究方向

太阳-叶绿素-地球生物圈 万物生长靠太阳。光合作用维系着整个地球生物圈。作为光合作用至关重要的因子，叶绿素把远在1.5亿公里外的太阳与地球上的生灵紧紧相连。研究叶绿素合成和光合作用的分子机制不仅是满足我们的好奇心，更可为解决人类社会面临的众多挑战提供知识储备。



叶绿素合成中催化“红变绿”反应的环化酶 叶绿素是一类环状四吡咯分子，其特有的化学结构包括一个中心镁离子和一个第五环。该第五环的形成导致“红”到“绿”的颜色转变，使叶绿素的吸收线型初现端倪。自然界已知存在两种完全不同的催化该环形成的环化酶，一种是厌氧型，另一种是好氧型。好氧型环化酶在不同光合生物中根据其是否包含一个辅助亚基又可细分为三种。正如我的导师C. Neil Hunter所述，生物化学研究致力于纯化出有活性的所有反应物，包括蛋白质和底物，然后用已知浓度的反应物来定量测定所研究酶促反应的动力学，鉴定反应的化学中间体，以期阐明其反应机理。我们将以此为参考研究环化酶的生物化学属性，并结合结构生物学的方法，确定其参与反应的重要氨基酸残基，以及反应所需的电子传递的细节。我们还会研究环化酶在模式光合生物体内的活性和调控，以及与其他叶绿素合成酶的相互作用。



引入外源性的色素和捕光系统来扩展光合生物的可利用光谱... 光合生物含有特定种类的光合色素和光合系统来适应所处环境的光能资源。一种光合生物所能利用的光谱资源是有限的。我们将利用基因工程的方法，突破物种间的进化隔离，在光合模式生物中重组色素合成路径，修饰其固有光系统，甚至组装全新的光系统。我们期望以此来理解光合系统复杂的组装机制，并构建可以更充分利用太阳光能的“广谱”光合工程菌。



在异养生物中自下而上组建光系统 在这个长期项目中，我们将整合对光合作用的已有认知，利用基因工程学和合成生物学的方法学，在异养微生物中自下而上逐步搭建光系统。初期将在原核生物中执行，以大肠杆菌为主，后续或将计划延伸至真核微生物，如酵母中。这个项目挑战性极大，其终极目标将是在异养生物中组建有功能的光系统，实现光能捕获和光化学反应，并与宿主的能量代谢路径完全整合。











代表论著
? Chen GE, Hunter CN. (2020) Protochlorophyllide synthesis by recombinant cyclases from eukaryotic oxygenic phototrophs and the dependence on Ycf54. Biochem J 477: 2313

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? Chen GE, Canniffe DP, Barnett SFH, Hollingshead S, Brindley AA, Vasilev C, Bryant DA, Hunter CN. (2018) Complete enzyme set for chlorophyll biosynthesis in Escherichia coli. Sci Adv 4: eaaq1407 (Recommended in F1000Prime as being of special significance in its field)

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? Chen GE, Canniffe DP, Hunter CN. (2017) Three classes of oxygen-dependent cyclase involved in chlorophyll and bacteriochlorophyll biosynthesis. Proc Natl Acad Sci USA 114: 6280

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? Chen GE, Canniffe DP, Martin EZ, Hunter CN. (2016) Absence of the cbb3 terminal oxidase reveals an active oxygen-dependent cyclase involved in bacteriochlorophyll biosynthesis in Rhodobacter sphaeroides. J Bacteriol 198: 2056

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? Chen GE, Hitchcock A, Jackson PJ, Chaudhuri RR, Dickman MJ, Hunter CN, Canniffe DP. (2016) Two unrelated 8-vinyl reductases ensure production of mature chlorophylls in Acaryochloris marina. J Bacteriol 198: 1393

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参与执行英国生物技术与生物科学研究委员会（BBSRC）资助的一项战略性重大长期研究计划（sLoLa），BB/M000265/1，2015-02~2021-03， 340万英镑，Engineering new capacities for solar energy utilisation in bacteria，

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