低浓度尼日利亚菌素或氯化铵促进ATP形成机理的再探

在低盐介质中,含有垛叠类囊体（基粒）与不垛叠类囊体（间质片层）结构的叶绿体进行的光系统Ｉ电子传递与磷酸化反应（ＰＳＰ）都为低浓度的尼日利亚菌素所促进,低浓度的氯化铵对基粒结构叶绿体的系统Ｉ与包括两个系统的电子传递以及与之相偶联的磷酸化反应有促进效应,而对间质片层膜上进行的ＰＳＰ反应无影响。尼日利亚菌素或氯化铵对ＰＳＰ的促进效应在高盐介质中消失,且它们对高能态（Ｚ）形成的抑制效应在低盐介质中较高盐介质中大。当存在吡啶时,在低盐介质中它们对Ｚ形成的影响是抑制作用,在高盐介质中则是促进效应。这都表明不同结构的膜上均存在区域化质子。     

光周期对光敏核不育水稻叶绿体类囊体膜超分子结构的影响

通过冰冻撕裂叶绿体类囊体膜电镜术的研究,在超分子水平上揭示出长日照（ＬＤ）与短日照（ＳＤ）对突变型光敏核雄性不育水稻农垦５８Ｓ及其野生型农垦５８ 倒二叶叶绿体类囊体膜的形成有不同的影响。农垦５８－ＳＤ 和农垦５８－ＬＤ差别不明显;而农垦５８Ｓ－ＳＤ和农垦５８Ｓ－ＬＤ之间出现较明显的差异：（１）农垦５８Ｓ－ＳＤ 叶绿体类囊体膜的垛叠和非垛叠膜区的４ 个冰冻撕裂膜小面呈现的功能蛋白粒的密度、大小及构象分布与其对照农垦５８－ＳＤ 和农垦５８－ＬＤ 类似,均属正常的超分子结构类型。（２）农垦５８Ｓ－ＳＤ叶绿体垛叠类囊体膜区的外质撕裂面（ＥＦｓ）功能蛋白粒的密度比５８Ｓ－ＬＤ的大,且在有的垛叠膜区呈现出类晶格状的规则排列。（３）农垦５８Ｓ－ＬＤ 叶绿体非垛叠膜区的原生质撕裂面（ＰＦｕ）和外质撕裂面（ＥＦｕ）出现频率较低,往往在基粒的边缘膜或末端中能找到,且分布于膜上的功能蛋白粒的密度较小。有的叶绿体ＥＦｕ、ＰＦｕ、ＥＦｓ和垛叠膜区原生质撕裂面（ＰＦｓ）功能蛋白粒极少或丧失,表明类囊体膜受到严重损伤     

PSI颗粒中LHPC－I含量与类囊体膜状态的关系

菠菜叶绿体经低渗ＫＣｌ或１ｍｍｏｌ／ＬＥＤＴＡ溶液处理后,再用毛地黄苷法提取ＰＳＩ颗粒,前者ｃｈｌａ／ｂ高于后者。而ＥＤＴＡ－ＰＳＩ颗粒的耗氧活力极强,低温荧光发射具很强的Ｆ６８０。ＳＤＳ－凝胶电泳谱带也表明ＥＤＴＡ－ＰＳＩ颗粒具较浓的２０～２４ｋｄ谱带。凡此都说明ＥＤＴＡ－ＰＳＩ颗粒的ＬＨＰＣ～Ｉ含量远超过ＫＣＩ－ＰＳＩ颗粒的。而叶绿体经ＭｇＣｌ２、ＫＣｌ、ＥＤＴＡ溶液处理后,基粒类囊体膜垛叠的情况不同,它们的ｃｈｌａ／ｂ比值依次下降。说明ＰＳＩ颗粒中ＬＨＰＣ－Ｉ含量与提取时类囊体膜垛叠状态有关。     

类囊体膜的垛叠、松散与它的功能关系

菠菜完整叶绿体置于4mM MgCl_2或20 mM KCl低浓度介质中低渗10秒钟后,得到由Mg~(++)或K~+离子诱导的类囊体垛叠膜和松散膜。它们在功能上表现出明显的差异。垛叠膜有较高的毫秒级延迟光发射(ms-DLE),松散膜显著降低DLE的快相,垛叠膜比松散膜的9-AA荧光猝灭快,并保持稳定;而松散膜有H~+渗漏。在非循环或Fd催化的循环光合磷酸化中,垛叠膜比松散膜活力高。但是,若在同样的低渗介质中低渗1分钟以上,Mg~(++)离子诱导的垛叠膜,在显微结构上不同于低渗过10秒钟的垛叠膜,它垛叠较松,而且在磷酸化活力上也与松散膜差别不大。揭示了H~+传递速度受二个光系统、电子载体间的距离及偶联程度的限制。新鲜制备的垛叠或松散膜,在NADP~+还原系统中,具有相同的电子传递放O_2速度,说明电子传递速度在一定范围内不受膜间的距离和偶联程度的影响。但是松散膜不稳定,随着膜的老化而解联,牛血清白蛋白(BSA)能稳定松散膜的电子传递。     

PSI颗粒中LHPC—I含量与类囊体膜状态的关系

菠菜叶绿体经低渗ＫＣＬ或１ｍｍｏｌ／ＬＥＤＴＡ溶液处理后,再用毛地黄苷法提取ＰＳＩ颗粒,前者ｃｈｌ ａ／ｂ高于后者。而ＥＤＴＡ－ＰＳＩ颗粒的耗氧活力极强,低温荧光发射具很强的Ｆ６８０。ＳＤＳ－凝胶电脉谱带也表明ＥＤＴＡ－ＰＳＩ颗粒具较浓的２０－２４ｋｄ谱带。凡此都说明ＥＤＴＡ－ＰＳＩ颗粒的ＬＨＰＣ－Ｉ含量远超过ＫＣＬ－ＰＳＩ颗粒的。而叶绿体经ＭｇＣｌ２、ＫＣｌ、ＥＤＴＡ溶液处理后,基粒类囊体膜垛叠     

达坂山蚤缀和裸茎金腰叶绿体超微结构的研究

对高山植物达坂山蚤缀和裸茎金腰叶绿体超微结构的研究表明,叶绿体和线粒体镶嵌很紧密;基粒和基质类囊体膨大,膨大的类囊体呈梭形或圆形,没有发现脂质小球的存在;基粒叠垛程度很低,平均每个基粒类囊体的片层数为5．4。这2种高山植物叶绿体超微结构上的特征是青藏高原特殊的生态条件,包括低温、低气压、强辐射影响的结果。     

光合磷酸化偶联机制研究——Ⅸ.抗生素HP-1对光合磷酸化的解联作用

抗生素HP-1在10~(-7)～10~(-6)M时可以有效地降低光合磷酸化活力,并促进电子传递。它象氯化铵一样能降低光照射时类囊体的质子吸收,但在降低光合磷酸化活力时,既不象氯化铵那样受反应液中磷酸盐浓度的影响,又不象尼日利亚菌素那样依赖反应液中K~+存在。抗生素HP-1可以作为一种新的解联剂而用于光合磷酸化及生物能量转换反应的研究。     

CO2浓度倍增对谷子和紫花苜蓿叶绿体超微结构的效应

电镜观察结果表明,不同种类植物生长在相同倍增的高ＣＯ２ 浓度条件下,其叶绿体超微结构彼此呈现出明显的差异． 最醒目的特征是淀粉粒的积累比对照的增加很多;类囊体膜系发生异变． 总体上,（１）淀粉粒,Ｃ４ 植物谷子（Ｓｅｔａｒｉａ ｉｔａｌｉｃａ）叶绿体比Ｃ３ 植物紫花苜蓿（Ｍｅｄｉｃａｇｏ ｓａｔｉｖａ）积累的更多． （２）淀粉粒较小且较少时,紫花苜蓿叶绿体基粒类囊体膜增多,与基质类囊体膜相间排列有序;谷子叶绿体的基粒垛及基粒类囊体膜数均增多,但基粒变小,基质类囊体膜变长,且有些膜出现膨胀甚至破损． （３）淀粉粒较大且积累过多时,紫花苜蓿叶绿体中尚可隐约见到由４～８ 个类囊体膜组成的短小基粒零星分布于淀粉粒间;谷子叶绿体中几乎找不到可辨认的基粒和基质类囊体膜     

转P_(SAG12-ipt)基因水稻叶片中叶绿体超微结构的变化

研究了转PSAG12-ipt基因水稻和对照植株发育过程中叶片中的叶绿体结构的变化。发现水稻发育到乳熟期,转基因植株叶片中的叶绿体与对照植株开始出现明显的差别。对照叶绿体中嗜锇体体积增大,数目增多,大部分基粒的类囊体膜膨胀、裂解,片层结构解体。而转基因植株叶片中的叶绿体结构变化不大,嗜锇体相对有所增加,但体积较小,大部分基粒类囊体片层结构仍然排列整齐,少数类囊体垛叠化丧失。     

脓青素对光抑制条件下菠菜叶绿体的保护作用

在有氧条件下,脓青素可以缓解强光对菠菜叶绿体电子传递的抑制作用,加入解联剂尼日利亚菌素消除跨膜质子梯度会加剧叶绿体的光抑制,但脓青素的保护作用并不消失。脓青素对光系统Ｉ与光系统Ⅱ均表现出保护作用,在厌氧条件下ＰＳⅡ的保护在光抑制初期较明显,在厌氧条件下,脓青素加剧叶绿体的光抑制,引起ＤＣＩＰ光还原与水到ｐ－ＢＱ电子活力的降低,推测脓青素可能通过促进细胞色素ｂ５５９介导的ＰＳⅡ循环电子传递,减轻了叶     

油菜细胞质雄性不育系及其保持系叶绿体超微结构的研究

本工作以油菜细胞质雄性不育系及其保持系为材料,比较观察了叶肉细胞叶绿体超徽结构之间的差异,发现保持系的叶绿体片层系统由基粒及基质两部分组成,片层的排列比较整齐;但是,不育系叶绿体类囊体片层中大多数基粒的垛叠层数明显减少,同时连接基粒与基粒之间的基质片层变细,以致断裂,从而造成片层系统排列上一定程度的紊乱。这一现象同育性改变有关,值得重视。     

脓青素对光抑制条件下菠菜叶绿体的保护作用

在有氧条件下,脓青素可以缓解强光对菠菜叶绿体电子传递的抑制作用。加入解联剂尼日利亚菌素消除跨膜质子梯度会加剧叶绿体的光抑制,但脓青素的保护作用并不消失。脓青素对光系统Ⅰ与光系统Ⅱ均表现出保护作用,但对ＰＳⅡ的保护在光抑制初期较明显;在厌氧条件下,脓青素加剧叶绿体的光抑制,引起ＤＣＩＰ光还原与水到ｐ－ＢＱ电子传递活力的降低。推测脓青素可能通过促进细胞色素ｂ５５９介导的ＰＳⅡ循环电子传递,减轻了叶绿体的光抑制。     

高山植物盘花垂头菊和唐古特乌头光合膜系统的超微结构研究

对生长在青藏高原东北部海拔高度为3700m处的盆花垂头（Cremanthodiumdiscoideum）和唐古特乌头（Aconitumtangutcum）叶肉细胞叶绿体光合膜系进行超微分析表明：叶绿体被膜异常,基拉片层叠垛程度小,基粒和基质类囊体肿胀严重。叶绿体超微结构上的这些特征,是青藏高原低气压、严寒和强辐射等生态条件综合作用的结果。     

氯丁唑和咪唑对叶绿体能量转换反应的效应

比较了氯丁唑和咪唑对叶绿体能量转换各步骤反应的效应,氯丁唑抑制光合基础的和偶联的电子传递,氯化铵可部分解除偶联的电子传递的抑制;咪唑促进基础电子传递。两者均抑制光合磷酸化、9-氨基吖啶荧光猝灭和膜上腺三磷酶活性。氯丁唑抑制质子吸收,促进游离腺三磷酶活;咪唑促进质子吸收,也促进游离腺三磷酶的活性。由此提出,氯丁唑具有能量传递抑制剂的特征,咪唑似解联剂。     

多粘菌素B对光合磷酸化的促进作用

多粘菌素B在低浓度的磷酸盐存在下,抑制光合磷酸化和电子传递,但在较高浓度的磷酸盐存在下,却能促进光合磷酸化和提高P/O值。多粘菌素B在促进光合磷酸化时与无机磷酸之间存在着类似竞争的关系,并显示出能增加叶绿体的毫秒延迟发光和用中性红表示的类囊体膜内外的pH变化,多粘菌素B亦能促进光下的ATP_P_j交换。根据上述实验结果;我们推测多粘菌素B在类囊体膜上可能有两个作用部位,一个在类囊体膜上,另一个在偶联因子(CF_1)的β亚单位上。     

醋酸酐对叶绿体偶联因子的化学修饰效应

醋酸酐处理叶绿体导致与偶联因子有关的部分反应不可逆的失活,这些反应包括偶联的电子传递、光合磷酸化、膜上腺三磷酶活性、~(32)P?ATP交换和质子吸收。低浓度醋酸酐处理叶绿体,只抑制偶联的电子传递而不影响基础电子传递,表明能量转换的偶联机构对醋酸酐的化学作用更为敏感。膜上偶联因子在合成、水解和交换腺三磷的能力上,均因醋酸酐的作用而减弱。偶联因子中具有这些能力的活性部位可能就是醋酸酐的作用靶子。利用在不同pH的反应介质中测最大反应速度而求出参与酶活性中心的氨基酸pK估计值的方法,认为醋酸酐可能修饰了膜上偶联因子活性部位的氨基残基。     

光合磷酸化偶联机制研究——Ⅷ、6-苄氨基嘌呤对光合磷酸化的促进作用

在反应介质pH 7.2条件下,观察到6-BA处理叶绿体后,能促进循环(+PMS)和非循环(+FeCy或MV)的光合磷酸化反应,提高叶绿体的偶联程度,增加P/e_2比值。此促进现象与叶片的生理状态密切有关。在对光合磷酸化有促进作用的情况下,6-BA可改善类囊体的能化状态,增加高能态的积累。对光激活的叶绿体膜上Mg~(2+)-ATP酶和偶联因子热活化的ATP酶活力均表现出促进作用。6-BA的作用部位可能与膜上的偶联因子有关。     

质酯参与脓青素催化的PSI循环电子传递

作用于质体醌的抑制剂ＤＢＭＩＢ抑制低浓度脓青素介导的光系统Ｉ循环电子传递,但对二氮蒽甲硫酸酯（ＰＭＳ）介导的循环电子传递无作用。当存在脓青素时,照光后类囊体表现出类似叶中的关光后荧光短期上升,以上结果表明低浓度脓青素介导的循环电子传递包括质 参与。     

融合膜中PSⅡ激发的电子推动嵴膜的电子传递和磷酸化

利用毛地黄苷从菠菜叶绿体类囊体膜制备了ＰＳⅡ颗粒,氧化还原差未光谱及ＳＤＳ－聚丙烯酰胺凝胶电泳结果表明其具备ＰＳⅡ的特征,它具有从水氧化到质醌还原的酶活性。从大豆磷脂用超声法制备了脂质体。从鼠肝线粒体分离了嵴膜,将制备的ＰＳⅡ颗粒预组装于脂体,然后将此预组装物（ＰＳⅡ－ＰＬ）再与嵴膜组合,此膜系于光下获得了相当量的ＡＴＰ合成,证明了融合膜中ＰＳⅡ电子传递可推动嵴膜的电子传递和磷酸化机构合成ＡＴＰ。     

质醌参与脓青素催化的PSI循环电子传递

作用于质体醌的抑制剂ＤＢＭＩＢ抑制低浓度脓青素介导的光系统Ｉ循环电子传递,但对二氮蒽甲硫酸酯（ＰＭＳ）介导的循环电子传递无作用。当存在脓青素时,照光后类囊体表现出类似叶片中的关光后荧光短期上升。以上结果表明低浓度脓青素介导的循环电子传递包括质体醌的参与。