光合细菌对鲤养殖水体生态系统的影响

光合细菌(Photosynthetic Bacteria,简称PSB)是一种不放氧光合作用的细菌总称,近年来,光合细菌在理论和应用上都受到了广泛的重视,一方面由于它是研究光合作用的理想材料,另一方面,它又有广泛的应用价值.光合细菌在处理高浓度有机废水,生产单细胞蛋白,水产养殖和禽畜饲养,改善植物营养状况等方面已有不少报道1-4,本文研究了光合细菌在鲤养殖水体中的增殖和分布规律以及它对水体中异养细菌、浮游动物及水质的影响,以阐明光合细菌在该生态系统中的作用.       

细菌的光响应及其机制研究进展

光作为一种环境信号,对细菌的生长和代谢有广泛的调节作用。对于光合细菌来讲,一方面,感光蛋白可以协助光合细菌游向最适的光环境,以利于其细胞内的光系统进行光合作用;另一方面,一些光合细菌可以感受并捕获光能为代谢提供能量。目前发现有些非光合细菌也有光响应,感光蛋白在细菌基因组内是普遍存在的,而且与细菌的一些生理功能有关。本文以非光合细菌为主介绍了目前在细菌中发现的趋光现象及其响应机制。     

光合细菌作为单细胞蛋白的开发利用及其在废水处理中的应用

随着世界人口的日益增长,新的蛋白质资源的开发成为当今国际上共同关注的热点。人们在微生物领域内进行了广泛的研究,对于单细胞蛋白寄于厚望。由于它在单位时间内的增殖较动、植物要高出数万倍,因此被认为是解决今后世界蛋白质缺乏的途径。而其中又以光合细菌崭露头角,显示了其多功能的广阔前景。 光合细菌的研究,始于1838年Ehrenberg关于红色细菌(purple bacteria)的     

紫细菌光合机构及光合作用基因的表达调控

紫细菌是研究细菌光合作用的重要生物。介绍了紫细菌光合机构捕光色素蛋白复合体Ⅰ(light-harvesting I)、捕光色素蛋白复合体Ⅱ(light-harvesting II)和光化学反应中心(reaction center)的结构, 并探讨了其光合作用基因的转录调控机制, 重点阐述了PpsR/AppA系统对紫细菌光合作用基因的转录调控。     

紫细菌光合机构及光合作用基因的表达调控

紫细菌是研究细菌光合作用的重要生物.介绍了紫细菌光合机构捕光色素蛋白复合体Ⅰ(light-harvestingⅠ)、捕光色素蛋白复合体Ⅱ(1ight-harvesting Ⅱ)和光化学反应中心(reaction center)的结构,并探讨了其光合作用基因的转录调控机制,重点阐述了PpsR/AppA系统对紫细菌光合作用基因的转录调控.     

不产氧光合细菌色素蛋白复合体研究进展

摘要: 色素蛋白复合体是光合生物进行光合作用维持生命活动最重要结构基础。目前不产氧光合细菌色素蛋白复合体仍是最具前沿研究领域。本文概述了不产氧光合细菌各种属色素蛋白复合体研究现状,着重对光反应中心色素蛋白复合体（reaction center,RC）和捕光色素蛋白复合体（light-harvesting complex,LH）,尤其是新型捕光色素蛋白复合体LH3和LH4的组成、精细结构、蛋白同源性和功能进行了述评,并就研究中存在的问题和发展趋势进行了讨论。     

光合细菌的开发应用进展

１光合细菌的主要类群光合细菌是能进行光合作用的一类细菌。它是地球上最早出现的具有原始光能合成体系的原核生物。目前,主要根据光合细菌所具有的光合色素体系和光合作用中是否能以硫为电子供体将其划分为４个科：Ｒｈｏｄｏｓｐｉｒｉｌａｃｅａｅ（红色无硫细菌）、...     

细菌的光合器与光合色素

大部分细菌无叶绿素,不能进行光合作用,但也有相当一部分细菌能够利用光作为能源、利用CO2作为碳源、以无机物作为供红体还原CO2合成生活所需的有机物质,这些细菌称之为光合细菌。光合细菌又根据它们在光合作用过程中的供氢体是无机物还是有机物而分为两类光合营养型。以无机物为供氢体的光合细菌称为光能自养型;以有机物为供氢体的光合细菌称为光合异养型。属于光能自养型的细菌例如绿硫细菌,其光合作用过程同高等绿色植物的光合作用过程相似,所不同的是高等绿色植物光合作用是以水作为CO。的还原剂,同时放出O。;而在绿硫细菌光…     

不同紫细菌光合基因表达调控机制异同

紫细菌是一类可以进行不放氧光合作用的原核微生物,可以利用光能产生ATP并为其生长代谢提供能量。其光系统由一系列色素及蛋白组成的复合体组成,并由一系列光合基因如puc、puf、bch和crt等编码。紫细菌光合相关基因的表达主要受到外界氧化还原信号及光照的影响,然而不同紫细菌光合基因表达调控机制具有明显的多样性。以球形红细菌与沼泽红假单胞菌为重点,介绍了近年来几种光合基因表达调控系统如Pps R/Crt J型调控蛋白、双组分磷酸化调控系统、CRP-FNR型调控蛋白等在紫细菌中的研究进展。通过系统深入分析这些调控通路在不同紫细菌中的特征及功能,发现不同菌株中类似调控通路通常具有相似功能,但又各具特点。旨为对进一步了解紫细菌光合基因表达调控机制并为其应用研究提供参考。     

应用飞秒时间分辨瞬态吸收光谱研究蛋白质中距离相关长程电荷转移：光合细菌天线复合体LH2与TiO2纳米颗粒超分子组装体个例初探

蛋白质在生物体内电荷转移过程中所起的作用迄今仍然是一个有争议的问题,其争论焦点是蛋白质在生物电荷转移过程中是否提供特殊的电子传递通道或者是仅仅作为普通的有机介质。应用飞秒时间分辨瞬态吸收光谱研究由光合细菌天线分子和平均粒径为8nm的TiO2组装而成的超分子系统中长程电荷转移,晶体结构研究表明,光合细菌天线分子具有由多个α-脱辅基和β-脱辅基蛋白跨膜螺旋构成的双层空心柱面体结构,其中α-脱辅基蛋白跨膜螺旋构成的小环状体套于β-脱辅基蛋白跨膜螺旋构成的大环状体中,小环状体的空腔直径约为3.6nm。光合色素细菌叶绿素和β-胡萝卜素分子处于两环之间。细菌叶绿素距离外周胞质膜最近,预计为1nm。本研究试图将TiO2纳米颗粒部分装入光合细菌膜蛋白的腔体中,探讨细菌叶绿素与TiO2纳米颗粒间进行的光致长程电荷转移,进而揭示蛋白质在电荷转移过程中所起的作用。实验观察到细菌叶绿素B850在LH2/TiO2中的基态漂白恢复的时间常数明显地比在LH2中短,应用长程电荷转移模型。将蛋白质视为普通介电媒体。由电荷转移速率推算得到细菌叶绿素与TiO2纳米颗粒最近表面的距离为0.6nm。表明TiO2纳米颗粒已经成功地部分装入光合细菌天线分子的空腔中。     

光合细菌Rhodobacter sphaeroides新型表达系统研究进展

利用当前商业化的表达系统生产重组蛋白时,在寄主培养过程中都不能快速实时地检测重组蛋白的表达水平。光合细菌Rb.sphaeroides是研究细菌光合作用和膜蛋白形成的重要模式生物,具有开发成为一种新型表达系统的潜能。介绍了光合细菌Rb.sphaeroides新型表达系统的优势和开发情况。     

两种光合细菌生物转化槲寄生培养液菌体中几种同工酶的变化

采用聚丙烯酰胺凝胶电泳法对两种光合细菌的生物转化槲寄生培养液中菌体的蛋白质和几种同工酶进行研究,并以纯光合细菌培养液中菌体作对照。结果表明,光合细菌生物转化槲寄生过程中,两种光合细菌的蛋白质、酯酶同工酶和过氧化物酶同工酶均发生改变,某些蛋白质、酯酶和过氧化物酶的合成受到抑制,并有新的蛋白质、酯酶和过氧化物酶生成;超氧化物歧化酶的表达未明显改变。由此可见,槲寄生能诱导光合细菌合成新的酯酶和过氧化物酶,这些诱导酶可能参与了槲寄生的生物转化。为光合细菌生物转化槲寄生转化机理的研究及槲寄生在抗肿瘤领域的进一步应用奠定了基础。     

应用飞秒时间分辨瞬态吸收光谱研究蛋白质中距离相关长程电荷转移:光合细菌天线复合体LH2与TiO2纳米颗粒超分子组装体个例初探

蛋白质在生物体内电荷转移过程中所起的作用迄今仍然是一个有争议的问题.其争论焦点是蛋白质在生物电荷转移过程中是否提供特殊的电子传递通道或者是仅仅作为普通的有机介质.应用飞秒时间分辨瞬态吸收光谱研究由光合细菌天线分子和平均粒径为8 nm的TiO2组装而成的超分子系统中长程电荷转移.晶体结构研究表明,光合细菌天线分子具有由多个α-脱辅基和β-脱辅基蛋白跨膜螺旋构成的双层空心柱面体结构,其中α-脱辅基蛋白跨膜螺旋构成的小环状体套于β-脱辅基蛋白跨膜螺旋构成的大环状体中.小环状体的空腔直径约为3.6 nm.光合色素细菌叶绿素和β-胡萝卜素分子处于两环之间.细菌叶绿素距离外周胞质膜最近,预计为1 nm.本研究试图将TiO2纳米颗粒部分装入光合细菌膜蛋白的腔体中,探讨细菌叶绿素与TiO2纳米颗粒间进行的光致长程电荷转移,进而揭示蛋白质在电荷转移过程中所起的作用.实验观察到细菌叶绿素B850在LH2/TiO2中的基态漂白恢复的时间常数明显地比在LH2中短,应用长程电荷转移模型,将蛋白质视为普通介电媒体,由电荷转移速率推算得到细菌叶绿素与TiO2纳米颗粒最近表面的距离为0.6 nm,表明TiO2纳米颗粒已经成功地部分装入光合细菌天线分子的空腔中.     

以麦芽根为原料发酵生产单细胞蛋白研究初报

以麦芽根为原料发酵生产单细胞蛋白研究初报刘海滨（烟台大学生化系．烟台）单细胞蛋白（Ｓｉｎｇｌｅ－ｃｅｌｌｐｒｏｔｅｎ,ＳｃＰ）是近年来生物技术方面研究比较活跃的领域之一。与传统的蛋白质原料相比,单细胞蛋白具有蛋白质含量高、氨基酸组成齐全、富含维生素并...     

嗜甲醇酵母的培养研究

我国蕴藏亩丰富的油、气和煤炭资源,皆可用于制造甲醇。而利用能以甲醇为唯一碳源的微生物来生产单细胞蛋白,是开发新的蛋白质资源的一条重要途径。目前,英国等已用细菌生产甲醇蛋白(Mcthaanol-SCP).1969年,日本学者Ogata,发现酵母也能同化甲醇。由于酵母个体比细菌大,易于回收,核酸含量也比细     

脱水过程中两种结皮藓类植物的光合特性

土生对齿藓(Didymodon vinealis)和真藓(Bryum argenteum)是沙坡头地区用于固沙的生物土壤结皮的两个重要组成部分.本文研究了脱水过程中这2种藓类的光合特性,检测了其光合相关蛋白的表达情况.结果表明:随着水分含量的降低,土生对齿藓和真藓的可溶性蛋白、叶绿素含量、叶绿素a荧光诱导动力学参数及光系统蛋白含量均显著降低,而离子渗漏率和类胡萝卜素的含量则显著升高,且均与水分含量呈正相关.真藓的这些光合参数的变化程度比土生对齿藓更为明显.以上结果说明,脱水导致土生对齿藓和真藓的蛋白质含量减少,胞膜完整性遭受破坏,进而降低PSⅡ反应中心活性,最终导致光合作用能力的下降.     

基于蛋白质组学对螺旋藻砷胁迫响应机制的研究

通过研究螺旋藻(Spirulina sp.)在砷离子胁迫下的蛋白质组变化,从蛋白质表达水平解释螺旋藻对砷离子胁迫的响应机理。螺旋藻经过不同浓度砷离子胁迫7 d后,提取蛋白质进行凝胶电泳,并对差异蛋白进行质谱分析。结果表明螺旋藻在2.0 ppm砷酸盐中暴露10 min光合放氧速率降低27.3%,培养24 h后细胞内的金属硫蛋白、叶绿素、类胡萝卜素及藻胆蛋白相对含量均明显降低。蛋白组学共鉴定出75个差异蛋白,其中26个显著上调,49个呈现下调。这些差异蛋白表明砷离子主要通过破坏螺旋藻光合色素蛋白,干扰电子传递过程,导致能量合成受损,使得依赖光合作用产生能量进行的跨膜运动、蛋白质合成等相关过程受到影响;同时,活性氧清除与防御相关蛋白呈现上调,螺旋藻细胞内抗氧化系统被激活。     

一株红假单胞菌的分离及生理特性研究

光合细菌在水处理和水生态修复领域应用前景广阔, 对其生理特性研究具有重要价值。从武汉东湖分离得到一株不产氧光合细菌PUF1, 通过对菌落形态、细胞超微结构、特征吸收光谱以及系统发育等分析, 初步确定为红假单胞菌属(Rhodopseudomonas sp.)紫色非硫光合细菌。PUF1细胞呈直的或稍弯曲的杆状, 长3.05—10.06 μm, 直径0.32—0.68 μm, 具有片层膜结构。PUF1培养物呈深紫红色, 主要色素为细菌叶绿素a (Bchl. a)和类胡萝卜素。初始pH 6.0—8.0, 光照强度500—3000 lx, 稳定期细菌生物量无显著差异, 但培养液pH>8.0会显著抑制PUF1最大光量子产量(F_v/F_m)。试验进一步研究了细菌不同生长阶段粗蛋白含量、ATP酶(ATPase)活性及F_v/F_m的变化规律。结果表明, PUF1不同生长阶段其蛋白含量有所差异, 以稳定期为最高(>60%), 而ATPase活性随培养时间的延长而逐渐降低。此外, PUF1光合作用与其生长状态也有一定的关系, 具体表现为细菌生长周期内F_v/F_m变化规律适用单峰高斯模型, 且以对数期F_v/F_m为最高。研究结果可为光合细菌生理生化特性研究提供重要的参考依据。     

甲醇细菌的研究——1.强同化甲醇细菌的分离与筛选

甲醇细菌是能以甲醇作为唯一碳源与能源的细菌,自本世纪六十年代以来,随着世界性蛋白质资源的缺乏,世界上有不少人致力于用甲醇细菌生产单细胞蛋白并获得了高产菌株。我们从1979年开始研究甲醇细菌,现报道如下。     

紫色非硫光合细菌Rhodopseudomonas capsulata铁氧还蛋白(Ferredoxin)一些特性的研究

作者报导了(朱长喜等1980)从紫色非硫光合细菌Rhodopseudomonas capsulata N-3菌株中,分离纯化获得了聚丙烯酰胺凝胶电泳纯的铁氧还蛋白(Ferredoxin),通过对其生物活性、分子量的测定,铁、硫含量的化学分析以及电子自旋共振波谱(EPR)的研究,确认它是具有8Fe—8S簇活性中心结构的铁—硫蛋白。已知铁氧还蛋白的生物化学特性随它的来源有变化,因而表现它作为电子传递载体,在光合作用、生物固氮、氢代谢等方面的电子传递过程中,行使的功能也有差异(Rao和Hall 1977),为了进一步研究Rps.capsulata铁氧还蛋白的生理功能,我们测定了它的氨基酸组份,克分子消光系数以及与细菌载色体光合膜的结合状态等生化特性。