细胞色素b559的结构、氧化还原特性与功能

细胞色素b559作为光系统Ⅱ（PSⅡ）的核心整合组分是光合作用研究的热点一。本文从静态、动态两方面分别总结细胞色素b559不同于其他b型细胞色素的性质,介绍了细胞色素b559研究的最新进展,并推测了其在光合膜上的功能。     

光合作用的光反应（四）

四、光合电子传递与光合磷酸化 　　在本文的第一到第三部分已分别阐明执行光反应的光合色素，它们对光能的吸收和传递，两个光系统和氧的释放，最后这部分将通过光合电子传递与光合磷酸化，进一步阐明光能转化为化学能的过程。 　　光系统Ⅱ和Ⅰ之间的电子传递 　　光合作用中两个光系统虽有各自功能，光系统Ⅱ产生强的氧化剂并与氧的释放有关，而光系统Ⅰ与形成高还原能力的物质有关。然而只有它们协同作用才能共同完成把光能转化为化学能，为 CO2的固定和还原提供能量 ATP和还能能力 NADPH。两个光系统之所以能紧密联系在一起，是因…     

叶绿素延迟荧光的发生及其在光合作用研究中的应用

叶绿素延迟荧光主要由绿色植物中光系统Ⅱ的天线色素产生,光系统Ⅱ反应中心色素P680接受天线色素吸收的光能后转变为激发态的P680,P680回到基态时释放出一个电子传给原初电子受体,随后电子沿光合电子传递链向PSI传递。当进入电子传递链的电子发生电荷重组时会使P680再次激发形成P680,P680将激发能传递给天线色素后,激发能以荧光的形式释放出来,即为延迟荧光。延迟荧光的检测和分析技术为无损测定植物光合机构的结构与功能变化提供了新的方法。利用该方法可以获得丰富的光合机构信息,如光系统Ⅱ受体侧及供体侧的伤害程度、跨类囊体膜质子梯度的大小等。本文介绍了延迟荧光的产生原理和测定方法,并且举例说明了延迟荧光测定技术在光合作用研究中的应用。     

分裂泛素化酵母双杂交系统研究光合膜蛋白相互作用

光合类囊体膜主要由光系统Ⅱ、细胞色素b6f复合物、光系统Ⅰ以及ATP合酶4个超分子复合物组成.利用分裂泛素化酵母双杂交系统研究光合类囊体膜蛋白间的相互作用.将叶绿体psbA基因编码的D1蛋白作为诱饵蛋白,以叶绿体基因psbD编码的D2蛋白、petB编码的Cytb6蛋白作为靶蛋白,分别共转化酵母菌株后进行相互作用分析.实验结果表明,诱饵蛋白D1能与来源于同一复合物光系统Ⅱ的D2蛋白发生相互作用,而与来源于细胞色素b6f复合物的Cytb6蛋白没有互作.这一结果表明,分裂泛素化酵母双杂交系统可以用于检测光合膜蛋白间的相互作用,从而为研究光合膜蛋白生物发生的调控机理提供一个有效的工具.     

光系统Ⅱ反应中心CP47/D1/D2/Cyt b-559复合物中色素分子空间取向的线二色光谱研究

线二色光谱(LD)是研究色素分子在光合膜上空间取向和排布的重要手段.采用低温(100K)吸收光谱和线二色光谱技术研究光系统Ⅱ核心复合物CP47/D1/D2/Cyt b-559中色素分子的空间取向.结果表明,在光系统Ⅱ核心复合物CP47/D1/D2/Cyt b-559中680 nm处有吸收的叶绿素分子Qy跃迁与光合膜平面平行.β-胡萝卜素分子有两种不同的空间取向,其中在470和505nm处有吸收的β-胡萝卜素分子(Ⅰ)与光合膜平面近似平行,而在460和490nm处有吸收的β-胡萝卜素分子(Ⅱ)与光合膜垂直.光破坏实验显示垂直取向的β-胡萝卜素分子对强光敏感.680nm处吸收的叶绿素分子成分复杂,可能包含有P680和核心天线CP47蛋白上的色素分子.     

光系统Ⅱ反应中心CP47/D1/D2/Cyt b-559复合物中色素分子空间取向的线二色光谱研究(英文)

线二色光谱(LD)是研究色素分子在光合膜上空间取向和排布的重要手段。采用低温(1 0 0K)吸收光谱和线二色光谱技术研究光系统Ⅱ核心复合物CP47/D1/D2/Cytb_5 5 9中色素分子的空间取向。结果表明,在光系统Ⅱ核心复合物CP47/D1/D2/Cytb_5 5 9中 6 80nm处有吸收的叶绿素分子Qy 跃迁与光合膜平面平行。β_胡萝卜素分子有两种不同的空间取向,其中在 470和 5 0 5nm处有吸收的 β_胡萝卜素分子(Ⅰ)与光合膜平面近似平行,而在 46 0和 490nm处有吸收的 β_胡萝卜素分子(Ⅱ)与光合膜垂直。光破坏实验显示垂直取向的 β_胡萝卜素分子对强光敏感。6 80nm处吸收的叶绿素分子成分复杂,可能包含有P6 80和核心天线CP47蛋白上的色素分子。     

植物光系统Ⅱ放氧复合体外周蛋白结构和功能的研究进展

光合放氧是植物光系统Ⅱ（PSⅡ）的重要功能之一。PSⅡ的入氧反应主要是由PSⅡ氧化侧的4个锰原子组成的锰簇催化的。在类囊体膜的囊腔侧还结合有若干个外周蛋白,对放氧反应起着重要作用。文章总结了植物光系统Ⅱ外周蛋白的结构和功能研究方面的最新进展。     

植物光系统Ⅱ放氧复合体外周蛋白结构和功能的研究进展

光合放氧是植物光系统Ⅱ(PSⅡ)的重要功能之一.PSⅡ的放氧反应主要是由PSⅡ氧化侧的4个锰原子组成的锰簇催化的.在类囊体膜的囊腔侧还结合有若干个外周蛋白,对放氧反应起着重要作用.文章总结了植物光系统Ⅱ外周蛋白的结构和功能研究方面的最新进展.     

高等植物光系统Ⅱ对高温的响应

光系统Ⅱ(PSⅡ)是位于类囊体膜上的高度组织的色素蛋白复合体,主要由反应中心复合体、捕光天线复合体等亚单位组成。主要介绍PSⅡ的结构和功能、高温对PSⅡ的影响以及PSⅡ对高温胁迫的防御机制。     

低温胁迫对类囊体膜脂代谢的影响

类囊体膜主要由膜脂、膜蛋白及一些光合色素等成分组成,它是植物进行光合作用的场所。低温能通过影响类囊体膜的结构而影响植物的光合作用。简述了类囊体膜的组成和功能,以及低温胁迫下类囊体膜脂及其脂肪酸组成的变化。简要介绍了膜脂与光抑制的关系,以及利用分子生物学手段研究三烯脂肪酸与植物抗冷性关系的相关进展。     

SO_2处理对油桐叶片光合能量传递效率的影响

0．8571mg／m^3SO2处理油桐后对其光合能量传递效率进行了测定。结果表明：长期低浓度SO2熏气处理引起叶绿素含量和类胡萝卜素含量的下降,类胡萝卜素与总叶绿素比值升高,这导致了色素分子所吸收的总的光合能量的下降。引起光系统Ⅱ和光系统I最大光能转换效率和潜在活性的下降,导致了光系统所传递和转换的光合电子总量的下降。引起了光合速率下降和呼吸速率的升高,并导致了单位面积叶片鲜重和干重的下降。我们得出结论：长期低浓度SO2熏气处理以后油桐生长减缓是由于色素含量减少所导致的捕光能力下降,光系统的光能转换效率和电子传递效率下降、光合电子流向发生变化、固定能量的减少和能量消耗的增加所导致的。     

嗜盐杆菌的光能转化作用

当前,在探索新的可利用能源途径的研究中,以微生物为材料利用光能产氢,还原固定CO_2和固定N_2的研究已成为重要课题。 具有光合能力的微生物有某些细菌和藻类。藻类有两个光吸收系统,即光系统Ⅰ和光系统Ⅱ。这两个系统都是由约200个分子的叶绿素组成的。光合过程     

光系统Ⅱ反应中心CP47／D1／D2／Cyt b—559复合物中色素分子空？…

线二色光谱（ＬＤ）是研究色素分子在光合膜上空间取向和排布的重要手段。采用低温（１００Ｋ）吸收光谱和线二色光谱技术研究光系统Ⅱ核心复合物ＣＰ４７／Ｄ１／Ｄ２／Ｃｙｔ ｂ－５５９中色素分子的空间取向。结果表明,在光系统Ⅱ核心复合物ＣＰ４７／Ｄ１／Ｄ２／Ｃｙｔ ｂ－５５９中６８０ｎｍ处有吸收的叶绿素分子Ｑｙ跃迁与光合膜平面平行。β－胡萝卜素分子有两种不同的空间取向,其中在４７０和５０５ｎｍ处有吸收的β－     

低温胁迫对类囊体膜脂代谢的影响

类囊体膜主要由膜脂、膜蛋白及一些光合色素等成分组成,它是植物进行光合作用的场所.低温能通过影响类囊体膜的结构而影响植物的光合作用.简述了类囊体膜的组成和功能,以及低温胁迫下类囊体膜脂及其脂肪酸组成的变化.简要介绍了膜脂与光抑制的关系,以及利用分子生物学手段研究三烯脂肪酸与植物抗冷性关系的相关进展.     

光合膜膜脂双半乳糖二酰基甘油的研究进展

本文综述了光合膜膜脂双半乳糖二酰基甘油(DGDG)的生物合成和生理功能的研究进展。DGDG是光合膜中惟一的双半乳糖脂类,在光合膜的不同膜区均有分布。在高等植物叶绿体中,存在着两条不同的DGDG生物合成途径,即原核合成途径和真核合成途径。原核途径只限于在质体内进行,而真核途径还包括一些在内质网内发生的反应。DGDG在维持光系统Ⅱ捕光色素蛋白复合体的寡聚体结构、调控光系统Ⅱ和光系统Ⅱ核心复合物的放氧活性等方面起着重要作用。     

几组杂交组合的杂交稻及其亲本光合特性的比较研究

研究了３组杂交组合的杂交稻及其亲本的光合特性。结果表明,杂交稻叶片单位鲜重的光合色素含量明显高于它们的亲本。它们的ＰＳⅡ活性、ＰＳⅡ原始光能转化效率和叶片的潜在光合作用量子转化效率,以及光合电子传递率和对两个光系统之间激发分配的调节能均高于各自的亲本。此外,上述各光合功能又以母本优于父本。根据所得的实验结果,认为在配置杂交组合时,选择具有优良光合功能的母本,是获得在生产上可推广应用的杂交稻的重要途径之一。     

光合膜蛋白晶体结构研究取得重要突破

绿色植物的光合作用是通过镶嵌在细胞膜上的一系列色素,蛋白复合体构成的光合作用系统相互分工协作完成的。植物的光合作用系统中参与光能吸收、传递和转换的两类最基本的色素,蛋白复合体是反应中心和捕光天线复合物。捕光是光合作用中最原初的过程。捕光天线复合物的三维结构是认识植物高效利用光能的结构基础。然而,     

植物光合机构对光环境的适应机制: 状态转换

在自然条件下,植物接受的照光量经常变化,而植物在进化过程中已形成了相应的适应机制,用以维持光环境变化过程中2个光反应之间光能转换的能量平衡.植物的调控系统不但能通过调控叶片和叶绿体的运动以及光合色素的积累调节光的吸收,还可以通过光系统的状态转换灵活地调节捕光色素蛋白复合体吸收的能量分配.特别是在低光强下,植物通过可对电子传递链的氧化还原状态做出响应的激酶和磷酸酶调控光系统Ⅱ捕光色素蛋白复合体(LHCⅡ)的可逆磷酸化,从而调节激发能在PSⅠ与PSⅡ之间的分配.植物的状态转换机制是植物适应光质等光环境变化的重要机制.本文综述了植物状态转换机制的研究进展,阐述了LHCⅡ的磷酸化及其在PSⅠ与PSⅡ两个光系统间的移动及其状态转换在植物适应光环境变化中的生理意义,并展望了今后的主要研究方向.     

综述: 植物光系统Ⅱ捕光过程的超分子结构基础

光系统Ⅱ(photosystem Ⅱ,PSⅡ)是位于植物、藻类和蓝细菌等放氧光合生物类囊体膜上的重要超分子复合物,它可通过捕获光能用于激发反应中心的电荷分离并驱动电子传递过程,在常温常压下可将水分子裂解产生氧气和质子．植物光系统Ⅱ的外周存在主要和次要捕光复合物Ⅱ(major and minor light-harvesting complex Ⅱ,LHCⅡ),它们负责吸收光能并向光系统Ⅱ传递激发能,并且还参与非光化学淬灭和状态转换相关的捕光调节过程．近年来,围绕光系统Ⅱ和LHCⅡ的结构生物学研究取得了一系列重要进展,本文总结了PSⅡ、LHCⅡ和二者共同组成的PSII-LHCII超级复合物的结构生物学研究历程以及最新进展,并对该领域的未来研究方向做出展望．     

旱生植物沙冬青和油蒿光合膜结构的超微分析

对比分析了沙冬青、油蒿的光合膜系统在人工补水条件与自然水分条件下的结构特点。结果表明,自然生长状态下的沙冬育与油蒿的光合膜系统均比人工补水条件下植株的简单,表现在基粒片层的叠垛程度降低,基粒片层与基质片层比率下降,其中自然水分条件下的沙冬育最明显。同时沙冬青叶绿体中能量型贮藏物质多于的油蒿。分析认为自然水分条件下植株光合膜的简单化可能是光系统Ⅰ、Ⅱ适应环境的表现;充足的水分保障了人工养护株发育出更为完善的光合膜系统。而沙冬育中多量的能量型贮藏物质与植株保持四季常绿有关。