自旋标记法研究不同因素对嗜盐菌紫膜类脂物性的影响

本文用自旋标记方法研究了不同的pH和盐介质对光照前后嗜盐菌(H.halobium)紫膜类脂的影响.在低盐介质中,紫膜类脂序参数S的大小依次为pH2.5>pH7.0>pH12.0:旋转相关时间τ均在10~(-a)sec范围之内.pH12.0的暗适应和光适应悬液的ESR波谱十分相似,其它的ESR波谱均为暗适应>光适应.悬浮于Triton X-100中的紫膜的序参数最小,τ_e值在10~(-9)--10~(-10)sec之间;但其暗适应和光适应的ESR波谱仍有差别.在高盐介质中,紫膜类脂序参数均大于低盐介质,结构最为刚硬.实验表明类脂的序态变化与bR分子的构象改变有密切关系.     

高碱性pH诱导紫膜片层表面结构变化的原子力显微镜直接观测

报道了在高碱性pH下,紫膜中细菌视紫红质(BR)表面结构变化的直观信息.紫外可见光谱实验发现,当pH上升到12.6,BR分子上的生色团视黄醛脱落,分子完全变性;原子力显微镜实验观测到在此pH下,紫膜片层的晶格结构瓦解,BR分子在紫膜上无规则聚集,同时出现非特征“岛屿”结构和特征“岛屿”结构.     

水在菌紫质光循环和质子泵中的作用

用圆二色仪和闪光动力学先谱仪分别测量了空气干燥紫膜薄层的圆二色谱及紫膜LB膜的M_(412)的衰减过程.在于燥紫膜的圆二色谱上出现412nm的正峰,它是光循环中间体M_(412)的特征峰.在无水介质中,紫膜LB膜中的BR仍能进行先化学循环而检测到中间体M_(412),但M_(412)的衰减速度减慢,产生M_(412)的堆积,质子化过程受阻.在有水的介质中,只要有足够的H~+存在,紫膜LB膜中的BR的中间体M_(412)的衰减速度明显加快.说明水介质的H~+是完成正常光化学循和质子化过程必不可少的.     

菌紫质研究的新进展

菌紫质(BR)是嗜盐菌紫膜中的唯一蛋白质,野生型的BR分子含有248个氨基酸残基,其中一个视黄醛通过希夫碱基连结在第216位赖氨酸上,它具有质子泵的功能．光照下,BR进行光循环,光循环又与质子泵过程相关联．菌紫质的结构和功能方面的研究已有很大进展,但其光循环途径和质子泵的机理还不太清楚．文章概述了近年来对菌紫质结构,光循环和质子泵机理研究的进展,尤其对争论较大的菌紫质光循环途径的四类模型作了较详细的介绍．     

pH对菌紫质分子的旋转运动和光电响应的影响

用闪光诱导瞬间二向色性方法测量了不同pH条件下的菌紫质分子在脂质囊泡中的旋转扩散运动.在人工平扳膜(BLM)系统中测量了不同pH条件下菌紫质分子的光电响应.在pH3至8.3的范围内没有明显观察到菌紫质分子在膜中旋转运动上的差别.pH低于3时,菌紫质分子旋转运动受到影响;pH高于11时,观察不到旋转扩散运动.在BLM系统中测量了pH2到pH11范围内菌紫质分子的光电响应信号,随着pH的增加,无论紫膜碎片还是单体菌紫质分子的光电响应逐渐由照光后快速正信号并快速衰减及撤光时的快速负信号并逐渐衰减变成慢的正信号.pH高于9.4时,单体菌紫质分子的光电响应信号由正变负,pH高于11时,观察不到信号.     

嗜盐菌紫膜的质子泵功能

嗜盐菌生活在NaCl含量接近饱和的自然环境中。在缺氧和充分光照条件下,它的细胞膜能长出紫色的膜斑,称为紫膜,镶嵌在整个细胞膜上。在合适条件下,紫膜面积可占整个细胞膜表面的一半。紫膜上仅含有一种蛋白,叫细菌视紫质(bR,bacteriorhodopsin)。bR上的色素团——视黄醛(与哺乳动物视色素相同的一种色素团)通过质子化的席夫碱基与蛋白中赖氨酸的ε-氨基相连。bR分子在膜上排列极其     

两种状态细菌视紫红质光循环中间产物与pH的关系

本文主要用微机控制的毫秒级闪光动力学光谱仪研究含三体细菌视紫红质(Bacteriorhodopsin,简称BR)的紫膜碎片和含单体BR的DMPC(dimyristoyl-Phosphatidyl-choline)脂质囊泡在不同pH条件下光循环中间产物M_(412)和O_(640)的变化,研究结果表明:BR单体与其三体状态相比,BR单体的光循环中间产物M_(412)的产量受介质pH变化的影响较大,其慢衰减成份的衰减比三体BR慢3—10倍.说明单体BR的结构状态较易受PH影响,单体BR光循环中间产物O_(640)随pH变化的趋势与三体BR的有很大区别,可能是由于不同状态的BR受pH的影响,但其具有不同的构型,导致光循环途径的变化.     

酶切菌紫质(bR)C端对紫膜光循环和质子泵效率的影响

本文研究紫膜悬浮液经低剂量木瓜蛋酶处理去掉菌紫质(Bacteriorhodopsin简写bR)分子C-末端后。其光循环产物和质子泵效率的变化。实验发现经酶切后,M_(412)产物中慢衰减组份M_(412)降低了20％,O_(640)降低了50％,而质子泵效率降低了70％。双光脉冲实验表明酶解作用并不影响光循环周期。这些事实说明了去C-端所引起的质子泵效率降低,不是通过光循环的途径而产生的。介质中离子强度对正常紫膜和酶解紫膜的质子泵效率有明显不同的影响 说明了C端在不同盐浓度中的构象对质子泵行为有很重要的作用。     

温度和pH对嗜盐菌紫膜吸收和圆二色谱的作用

嗜盐菌紫膜可见光区域的圓二色谱由二部分重迭组成,一部分是较宽的正带,它来自细菌视紫红质分子内视黄醛和菌蛋白之间相互作用,另一部分是由对称的正带、负带组成的激子带,它来自膜内相邻细菌视紫红质分子生色团的相互作用。因此,紫膜的圓二色谱可反映膜上蛋白的晶体结构和构象变化,被认为是研究嗜盐菌紫膜结构变化的一种天然探针。本文用圆二色谱和吸收谱观察了温度和pH对光适应紫膜结构的影响。     

紫膜上菌紫质(BR)分子间光协同作用研究

菌紫质（ＢＲ）光循环中Ｍ４１２产物受作用光强调制的现象完全可以用紫膜上ＢＲ三聚体内的光协同效应来解释。这种协同效应不仅与紫膜上ＢＲ呈三聚体的聚集状态有关,也与ＢＲ分子在紫膜上的晶型有序排列有关。紫膜在碱性介质中,加温至５０－６０℃时,三聚体仍然存在,但晶格结构已有破坏,此时也不存在协同效应。