叶绿体中的细胞色素b-559

细胞色素b-559是由叶绿体基因编码α、β亚基为单位构成的一种血红素蛋白,是光系统II反应中心的重要组分。以叶绿体为实验材料的研究表明,细胞色素b-559可通过氧化还原变化调节光系统II的光抑制敏感性,并对发生在供体侧和受体侧抑制的光系统II反应中心具有保护作用,但对整体植物在生理条件下的作用却未得到证实,这也正是今后需要研究的问题。     

叶绿体中的细胞色素b—559

细胞色素b-559是由叶绿体基因编码α,β亚基为单位构成的一种血红蛋白,是光系统II反应中心的重要组分。以叶绿体为实验材料的研究表明,细胞色素b-559可通过还原变化调节光系统Ⅱ的光抑制敏感性,并对发生在供体侧和受体侧抑制的光系统II反应中心具有保护作用,但对整体植物在生理条件下的作用却未得到证实,这也正是今后需要研究的问题。     

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。     

叶绿体中电色效应慢上升相的起源,质子释放过程及细胞色素b_6、f的氧化还原反应

P515吸收变化中的慢上升相(P515s),可用Tris,NH_4Cl或尼日利亚菌素,加在低盐浓度的叶绿体中形成。在叶绿体和叶片样品中,不管有无P515s,都有明显的细胞色素b_6和f的氧化还原变化。在有解联剂存在下,中性红染料可测到膜内质醌醇氧化释放质子的过程,释放速度与P515s形成的速度接近。高盐浓度中暗适应的叶绿体,释放H~+的速度比P515s形成的速度快,其中质醌醇释放H~+的速度只有1～2 ms。在接近生理条件下(无外加供受体、抑制剂),P515s的起源与细胞色素b_6、f的氧化还原反应造成的电子跨膜流动无直接联系,而质醌醇释放H~+的过程及随后的侧向扩散,可能是P515s形成的直接起因。     

脓青素促进叶绿体中细胞色素b－559的光还原

当脓青素存在时，可以观察到菠菜叶绿体中光诱导的５５９ｎｍ吸收增加。此反应可以被光（波长６５０ｎｍ）诱导，但远红光（波长７２０ｎｍ）则无作用．光暗差示光谱表明被还原的物质为细胞色素ｂ－５５９。脓青素的作用在１μｍｏｌ／Ｌ接近饱和．并且其作用与跨膜质子梯度无关．脓青素所促进的细胞色素ｂ－５５９光还原被抑制剂ＤＣＭＵ和ＤＢＭＩＢ所抑制，但在氰化钾处理过的叶绿体中，脓青素依然促进细胞色素ｂ－５５９的光还原．在ＣＣＣＰ处理的叶绿体中，可以看到低光强红光诱导的细胞色素ｂ－５５９氧化。脓青素可以逆转ＣＣＣＰ的作用；促进细胞色素ｂ－５５９在高光强或低光强下都为红光还原。我们推测脓青素通过质子化作用，影响了细胞色素ｂ－５５９的光氧化还原反应．     

脂对泛醌细胞色素c还原酶的影响

用羟基磷灰石柱亲和层析法制备了高纯度的缺脂泛醌细胞色素c还原酶．脂的缺失使该酶活力丢失,部分细胞色素（约52.8％细胞色素b和82.5％细胞色素c₁）呈现还原状态．将缺脂泛醌细胞色素。还原酶与磷脂重组,可恢复其活性,同时那些呈还原状态的细胞色素也恢复到氧化态.此结果表明如此制备的缺脂泛醌细胞色素c还原酶仍保持着活力所必需的构象状态,细胞色素氧化还原状态随脂缺失的变化反映了脂与蛋白的相互作用.     

细胞色素 b559与PSⅡ光抑制的光保护机制

Cyt b559是由两条多肽,即α_、β_两个亚基组成的一种血红蛋白,是光系统Ⅱ（PSⅡ）蛋白复合体必不可少的组分。简要介绍了Cyt b559的分子组成及其氧化还原特性。重点阐述了在光抑制条件下Cyt b559对PSⅡ反应中心的可能保护机制和由Cyt b559参与的围绕PSⅡ的循环电子传递。     

细胞色素 b559与PSⅡ光抑制的光保护机制

Cyt b559是由两条多肽,即α、β-两个亚基组成的一种血红蛋白,是光系统Ⅱ(PSⅡ)蛋白复合体必不可少的组分。简要介绍了Cyt b559的分子组成及其氧化还原特性。重点阐述了在光抑制条件下cyt b559对PSⅡ反应中心的可能保护机制和由Cyt b559参与的围绕PSⅡ的循环电子传递。     

细胞色素f在光合膜上功能的初步探讨

用阳离子一竭尽的菠菜叶绿体膜作为实验材料,比较研究了胰蛋白酶消化的叶绿体膜和非消化的叶绿体膜的四阶导数吸收光谱、细胞色素f的还原减氧化差异光谱和电子传递速率的变化,试图探索细胞色素f在光合膜上的功能.主要结果于下:(1)胰蛋白酶消化引起叶绿体膜四阶导数吸收光谱位于554nm吸收峰(CYT.f的特征吸收峰)下降和细胞色素含量的明显减少.说明胰蛋白酶损伤细胞色素f.(2)胰蛋白酶消化对叶绿体膜从DCIPH_2到甲基紫精的非循环式电子传递速率没有影响,而对PMS存在下的甲基紫精光还原速率有明显的刺激作用.说明胰蛋白酶损伤与循环式电子流有关的细胞色素f.根据试验结果的分析.我们推测,在光合膜上可能存在两种类型的细胞色素f.一种可能与循环式电子流有关.另一种可能与非循环式电子流有关.     

菠菜和水稻细胞色素b-559的分离纯化及其光谱性质研究

采用一种快速简捷的方法从菠菜(Spinacia oleracea L.)和水稻(Oryza sativa L.)中分离纯化了光系统Ⅱ反应中心内的细胞色素b-559,并且研究了其低温可见光区荧光光谱、室温紫外区荧光光谱、吸收光谱以及电泳特性.该方法的主要特点:1.以放氧核心复合物为起始材料以避免其他细胞色素的干扰;2.选用DEAE-Sephacel为层析介质,用等度洗脱除去杂蛋白和叶绿素;3.用同一介质不同条件去除过量的去垢剂.从两种植物中分离纯化的Cyt b-559具有相似的吸收光谱,在非变性电泳中有相同的泳动特征.用修订的适用于分析小蛋白的Tricine-SDS-PAGE证明,从两种植物中分离得到的Cyt b-559都是由两个多肽亚基组成,它们的表观分子量分别为9 kD和4 kD.低温荧光光谱的结果表明,Crt b-559的荧光激发峰位为413nm和439 nm,荧光发射峰位在563 nm和668 nm,首次证明Cyt b-559可以发出荧光并将电子传递给叶绿素.首次通过Cyt b-559的紫外荧光光谱证明Trp残基位于该蛋白的疏水跨膜区内.     

质体醌库和细胞色素b6f参与调控蓝细菌 Synechocystis sp. PCC 6803的状态转换

用调制叶绿素荧光研究了对苯醌(1,4-benzoquinone,BQ)和二溴百里香醌(2,5-dibromo-3-methyl-6-isopropyl-1,4-benzoquinone,DBMIB)对蓝细菌Synechocystissp.PCC6803状态转换的作用。BQ和DBMIB是质体醌(PQ)的类似物,两者均可充当PQ的电子受体。其中,DBMIB能够和细胞色素b6f的Qo位点特异结合。在没有作用光的情况下,BQ诱导暗适应的蓝细菌进入状态Ⅰ;相反,DBMIB诱导Syne鄄chocystis6803向状态Ⅱ转换。据此提出,在生理状态下蓝细菌根据PQ库的氧化还原状态调节状态转换;细胞色素b6f参与此调控过程。     

心磷脂引起细胞色素C的氧化

心磷脂—细胞色素C—细胞色素C氧化酶体系吸收光谱的研究发现:心磷脂与氧化态细胞色素C结合产生230nm吸收峰;心磷脂与还原态细胞色素C作用,230nm吸收值上升,550nm吸收值下降,表明心磷脂可以引起细胞色素C的氧化。     

鼻硬结克雷白氏杆菌细胞色素b-563的研究——Ⅱ.细胞色素b-563的物理、化学性质和生物活力

用正铁氰化钾-亚铁氰化钾系统,测得在pH7.0,30℃时鼻硬结克雷白氏杆菌(Klebsiella rhinoscleromatis)细胞色素b-563的氧化还原电位为+0.127伏。纯化的细胞色素b-563含铁置为0.28%,依此计算得最低分子量为20000。还原型α、β及Soret带吸收峰的毫克分子消光系数分别为35.2、20.1和197.5mM~(-1)厘米~(-1)。细胞色素b-563能自身氧化,一氧化碳和氰化钾对细胞色素b-563的吸收光谱没有影响。细胞色素b-563在鼻硬结克雷白氏杆菌颗粒酶制剂存在下,能被还原辅酶Ⅰ.乳酸、甲酸及琥珀酸还原,相对还原速度依次为1.6、1.5、1.24和1.0,说明纯化细胞色素b-563具有一定的生物活力。细胞色素b-563可用盐酸-丙酮方法将辅基分离。经光谱、纸层析及重组合等试验,证明辅基为氯正铁血红素。细胞色素b-563可以酶蛋白及氯正铁血红素重组合,重组合细胞色素b-563在光谱上和原细胞色素完全相同。酶蛋白和氯正铁血红素之重组合不受对氯汞苯甲酸的抑制,说明两者可能不是通过巯基相联。重组合的细胞色素b-563仍能为鼻硬结克雷白氏杆菌颗粒酶制剂及乳酸在厌气下还原,说明仍具部分生物活力。     

鼻硬结克雷白氏杆菌细胞色素b-563的研究 Ⅱ.细胞色素b-563的物理、化学性质和生物活力

用正铁氰化钾-亚铁氰化钾系统,测得在pH7.0,30℃时鼻硬结克雷白氏杆菌(Klebsiellarhinoscleromatis)细胞色素b-563的氧化还原电位为+0.127伏。纯化的细胞色素b-563含铁量为0.28%,依此计算得最低分子量为20000。还原型α、β及Soret 带吸收峰的毫克分子消光系数分别为35.2、20.1和197.5mM~(-1)厘米~(-1)。细胞色素b-563能自身氧化,一氧化碳和氰化钾对细胞色素b-563的吸收光谱没有影响。细胞色素b-563在鼻硬结克雷白氏杆菌颗粒酶制剂存在下,能被还原辅酶Ⅰ.乳酸、甲酸及琥珀酸还原,相对还原速度依次为1.6、1.5、1.24和1.0,说明纯化细胞色素b-563具有一定的生物活力。细胞色素b-563可用盐酸-丙酮方法将辅基分离。经光谱、纸层析及重组合等试验,证明辅基为氯正铁血红素。细胞色素b-563可以酶蛋白及氯正铁血红素重组合,重组合细胞色素b-563在光谱上和原细胞色素完全相同。酶蛋白和氯正铁血红素之重组合不受对氯汞苯甲酸的抑制,说明两者可能不是通过巯基相联。重组合的细胞色素b-563仍能为鼻硬结克雷白氏杆菌颗粒酶制剂及乳酸在厌气下还原,说明仍具部分生物活力。     

鼻硬结克雷白氏杆菌细胞色素b-563的研究 Ⅰ.细胞色素b-563的分离、纯化和鉴定

兼性厌气菌鼻硬结克雷白氏杆菌(klebsiella rhinoscleromatis)具有不完整呼吸链,主要含细胞色素b-563,还可能含细胞色素d。可以用冻化法直接从鼻硬结克雷白氏杆菌丙酮干粉中分离及抽提细胞色素b-563。应用硫酸铵分部沉淀、Zerolit 226阳离子树脂柱层析及DEAE纤维素柱层析可将细胞色素b-563从粗抽出液中纯化800倍以上。纯化的细胞色素b-563在琼脂糖凝胶电泳中均一。氧化型细胞色素b—563的吸收峰为420、535毫微米,还原型为430、583、563毫微米。吡啶血色素原的吸收峰为419、527、557毫微米。根据光谱特性可以说明上述细胞色素属于b 型细胞色素。     

琥珀酸细胞色素c还原酶系中细胞色素b的多相氧化还原反应

呼吸链中从泛醌到细胞色素c一段一向受到人们的重视。尤其是细胞色素b的动力学行为,虽然文献上报道很多但结果却不一致。早在工929年Keilin就已经观察到细胞色素b的氧化还原速度比细胞色素系统其它组份都慢一些。1952年Chance也观察到这一现象。但他发现在不具氧化磷酸化能力的制剂中细胞色素b的还原速度才比c_1或c慢,而在具有氧化磷酸化能力的制剂中细胞色素b的还原速度并不比c_1慢。于是他认为也许是磷酸化系统受到损害而影响到细胞色素b的还原速度。Chance还发现b的还原在动力学上是快慢两相。后来有一些作者也都报道了b的两相还原现象。     

酮古龙酸菌细胞色素c的表达、成熟及活性分析

目的:从酮古龙酸菌Y25中扩增细胞色素c基因,在大肠杆菌中表达、成熟并进行生物活性分析。方法:从酮古龙酸菌Y25基因组中PCR扩增细胞色素c基因,构建pET22b表达载体;从大肠杆菌BL21(DE3)中扩增细胞色素c成熟基因簇ccmABCDEFGH,连接到带有山梨糖脱氢酶组成型启动子的pBBR1MCS2-P200载体中;将构建的2个质粒共转化大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导表达后进行血红素染色检测;通过氧化还原光谱法对Ni柱亲和纯化的重组蛋白进行活性分析。结果:扩增得到1404 bp的细胞色素c基因及6481 bp的ccmABCDEFGH基因簇;重组菌株经IPTG诱导表达后行SDS-PAGE分析,可见相对分子质量为50×103的表达条带;血红素染色显示重组蛋白结合有血红素;经氧化还原光谱扫描,显示亲和层析纯化得到的目的蛋白有细胞色素c特征吸收峰。结论:从酮古龙酸菌Y25中扩增得到了细胞色素c基因,在大肠杆菌中进行了表达和成熟,表达蛋白具有细胞色素c生物活性。     

线粒体DNA编码细胞色素氧化酶亚基基因的进展

细胞色素氧化酶由13个亚基组成,其中构成级联反应核心的最大3个亚基(COXⅠ,COXⅡ和COXⅢ)由mtDNA编码,其余10个亚基(COⅣ,Ⅴa,Ⅴb,Ⅵa,Ⅵb,Ⅵc,Ⅶa,Ⅶb,Ⅶc,和Ⅷ)均由nDNA编码。COXⅠ亚基与hemea、hemea3、CuB结合,直接参与质子泵过程;COXⅡ亚基与CuA结合,位于线粒体包质面与细胞色素C进行反应;COXⅠП亚基参与氧化还原连接的质子易位过程;其余10个亚基的功能尚不明确。COX是线粒体组装所必需的基因,其表达调控与nDNA和mtDNA相互作用有关。     

测定线粒体细胞色素c,c1,b,aa3含量的简单方法

线粒体是细胞中的重要细胞器,能量代谢的主要场所.在呼吸链中,细胞色素c,c_1,b,aa_3起着电子传递中间体的作用,其任何一种含量的减少或缺失将影响细胞的呼吸功能.由于细胞色素是一类带有卟啉环的蛋白质,在可见光区域有明显的吸收,可以利用这一性质进行比色定量。J.N.Williams首先建立了测定线粒体还原-氧化差光谱计算细胞色素含量的方     

鼻硬结克雷白氏杆菌细胞色素b-563的研究——Ⅰ.细胞色素b-563的分离、纯化和鉴定

兼性厌气菌鼻硬结克雷白氏杆菌(Klebsiella rhinoscleromatis)具有不完整呼吸链,主要含细胞色素b-563,还可能含细胞色素d。可以用冻化法直接从鼻硬结克雷白氏杆菌丙酮干粉中分离及抽提细胞色素b-563。应用硫酸铵分部沉淀、Zerolit 226阳离子树脂柱层析及DEAE纤维素柱层析可将细胞色素b-563从粗抽出液中纯化800倍以上。纯化的细胞色素b-563在琼脂糖凝胶电泳中均一。氧化型细胞色素b-563的吸收峰为420、535毫微米,还原型为430、533、563毫微米。吡啶血色素原的吸收峰为419、527、557毫微米。根据光谱特性可以说明上述细胞色素属于b型细胞色素。