几种藻类蛋白核的超微结构研究

应用电镜及免疫电镜技术对莱茵藻、小球藻、条浒苔和紫菜等藻类的叶绿体蛋白核的超微结构及主要组成成分进行了观察和研究。结果显示：不同藻类的蛋白核结构不同,显示了藻类蛋白核的多样性。蛋白核为球形或椭圆形,由蛋白质组成。莱茵藻、小球藻和条浒苔的蛋白核外围被淀粉鞘所包围,而紫菜的蛋白核外围无淀粉鞘而直接被叶绿体的类囊体所包围。淀粉鞘由淀粉组成,淀粉鞘的厚薄与藻体藻龄及增养状态有关系。在蛋白核中央,一般都具有由类囊体形成的孔道,使蛋白核与外界联系,小球藻和条浒苔蛋白核具有1条纵向孔道,而莱茵藻和紫菜为多条孔道。金相免疫技术检测结果显示Rubisco和Rubisco活化酶均在蛋白核及淀粉鞘区域中定位,表明蛋白核具有光合作用功能．     

小球藻Rubisco在叶绿体中的免疫金标定位

应用免疫技术对Rubisco在中国小球藻(Chlorellaspp.640909)叶绿体中进行了分子定位及Native-PAGE电泳、SDS-PAGE电泳及其Westen印迹分析,并对小球藻淀粉核(Pyrenoid)超微结构进行了观察.结果显示Native-PAGE电泳图谱主要为一条主带,Westen印迹反应证明该条带即为Rubisco酶,SDS-PAGE电泳及其Western印迹图谱显示Rubisco大亚基分子量大约为55kD.中国小球藻淀粉核为椭圆形,被淀粉鞘所包围,中央有一条由2个类囊体组成的纵向通道,并在蛋白核内段处稍膨胀.淀粉核与叶绿体基质存在多处联系.免疫分子定位显示Rubisco大亚基和全酶分子主要分布于叶绿体的淀粉核上,且Rubisco在淀粉鞘部位也有少量分布,极少部分分布在叶绿体基质中,表明叶绿体淀粉核与光合作用关系密切.Rubisco聚集于淀粉核可能有利于藻类对CO2固定.     

水稻Rubisco和RCA的日变化及其细胞定位

采用免疫胶体金标记电镜技术对水稻(0ryza sativa subsp.indica cv.浙农952)叶片中的Rubisco及其活化酶(RCA)进行细胞器定位和定量,同时用免疫扩散法进行叶片含量分析,研究了这两种酶含量及活力的日变化.结果表明Rubisco主要分布于叶绿体,RCA分布于叶绿体和线粒体中;光合速率(Pn)、Rubisco初始活力和RCA活力与光合日变化密切相关;在光照最强的13时,出现光合"午休",叶绿体中Rubisco的密度有一定程度降低,而全叶的总Rubisco保持稳定,Rubisco初始活力也有明显的"午休",这意味着体内Rubisco的活力除受RCA调节外,可能还与叶绿体中Rubisco的分布有关.RCA活力变化与叶绿体中RCA含量变化较为一致,表明RCA在叶绿体中的分布对调节其本身活力和Rubisco活性有重要作用.     

水稻Rubisco和RCA的日变化及其细胞定位

采用免疫胶体金标记电镜技术对水稻(Oryza satova subsp.indica cv.浙农952)叶片中的Rubisco及其活化酶(RCA)进行细胞器定位和定量,同时用免疫扩散法进行叶片含量分析,研究了这两种酶含量及活力的日变化。结果表明Rubisco主要分布于叶绿体,RCA分布于叶绿体和线粒体中;光合速率(Pn)、Rubisco初始活力和RCA活力与光合日变化密切相关;在光照最强的13时,出现光合“午休”,叶绿体中Rubisco的密度有一定程度降低,而全叶的总Rubisco保持稳定,Rubisco初始活力也有明显的“午休”,这意味着体内Rubisco的活力除受RCA调节外,可能还与叶绿体中Rubisco的分布有关。RCA活力变化与叶绿体中RCA含量变化较为一致,表明RCA在叶绿体中的分布对调节其本身活力和Rubisco活性有重要作用。     

Rubisco和RCA在青菜叶绿体中的分布及病毒侵染对其细胞定位的影响

运用免疫金标电镜术观察了青菜叶细胞中光合作用关键酶Rubisco和Rubisco活化酶(RCA)的细胞化学定位,结果显示Rubisco和RCA免疫金颗粒主要分布于薄壁组织叶绿体的间质中,在基粒片层上很少,表皮的气孔保卫细胞和维管束薄壁细胞叶绿体内也有分布,在细胞质及线粒体等细胞器中无特异性分布。同时比较观察了感染芜菁花叶病毒(TuMV)的青菜叶绿体Rubisco和RCA免疫金标记结果,发现病组织中结构尚完整的叶绿体Rubisco和RCA标记率略有下降,而结构严重破坏的叶绿体中两种酶标记率分别仅为正常叶绿体的58.44%和64.67%,表明病毒侵染可导致Rubisco和RCA含量下降,影响寄主植物的光合作用。     

Rubisco和RCA在青菜叶绿体中的分布及病毒侵染对其细胞定位的影响

运用免疫金标电镜术观察了青菜叶细胞中光合作用关键酶Rubisco和Rubisco活化酶(RCA)的细胞化学定位,结果显示Rubisco和RCA免疫金颗粒主要分布于薄壁组织叶绿体的间质中,在基粒片层上很少,表皮的气孔保卫细胞和维管束薄壁细胞叶绿体内也有分布,在细胞质及线粒体等细胞器中无特异性分布。同时比较观察了感染芜菁花叶病毒(TuMV)的青菜叶绿体Rubisco和RCA免疫金标记结果,发现病组织中结构尚完整的叶绿体Rubisco和RCA标记率略有下降,而结构严重破坏的叶绿体中两种酶标记率分别仅为正常叶绿体的58．44％和64．67％,表明病毒侵染可导致Rubisco和RCA含量下降,影响寄主植物的光合作用。     

冬小麦光合作用对开放式空气CO2 浓度增高(FACE)的非气孔适应

在同样CO2浓度下测定时,开放式空气CO2浓度增高(FACE,580 μmol CO2 /mol)条件下生长的冬小麦叶片的净光合速率、气孔导度和羧化效率都显著低于普通空气(380 μmol CO2 /mol)中生长的对照叶片.与此相一致,FACE叶片的可溶性蛋白、二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)和Rubisco活化酶含量也都显著低于对照叶片.这些结果表明,在根系生长不受限制的田间条件下,冬小麦叶片的光合作用对高浓度CO2产生了适应现象,其主要原因可能是碳同化的关键酶Rubisco等含量的降低.     

大麦和玉米叶片叶绿体中Rubisco及其活化酶的免疫金标记定位

运用免疫金标记电镜技术研究了禾本科C3植物大麦(Hordeum vulgare L.)和C4植物玉米(Zea mays L.)叶片中Rubisoo及其活化酶(RCA)的细胞定位,结果表明:两种植物叶片解剖结构及叶绿体超微结构差别明显.在大麦叶细胞中,只有一种叶肉细胞叶绿体,Rubisoo和RCA主要分布于叶绿体的间质中.在玉米叶细胞中,存在着维管束鞘细胞和叶肉细胞两种类型叶绿体,Rubisco主要分布于鞘细胞叶绿体的基质中,但在叶肉细胞叶绿体中亦有少量特异性标记;RCA在鞘细胞叶绿体和叶肉细胞叶绿体的基质中都有分布.两种植物叶绿体结构及光合作用关键酶定位的不同,体现了C3植物和C4植物在光合器结构与功能上的差异.     

一个新的水稻斑马叶突变(zebraleaf1)对叶绿体发育的影响(简报)

通过γ射线诱变,在水稻粳稻栽培品种9522中得到一个斑马叶突变体zebra leaf 1.为了研究zl1的功能,我们对突变体进行了形态学和细胞学的分析,同时也对此基因突变以后对叶绿体发育和光合作用的影响作了评价.突变体叶片上绿色和枯白色条纹相同,叶绿素含量显著的下降.电镜显示叶绿体类囊体的排列被打乱,变得杂乱无章.这表明zl1突变体在叶绿体发育过程中出现障碍.zl1基因的突变使得净光合速率显著的下降.参与光合作用的一些关键蛋白,比如核酮糖1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)、Rubisco活化酶、Dl蛋白、CF1β亚基的表达量也显著的下调.但是,zl1突变体对外界环境非常敏感,有时会没有表型.     

酶解条浒苔蛋白制备抗肺癌活性多肽

为了开发利用绿潮藻类条浒苔中含量丰富的蛋白质,采用木瓜蛋白酶酶解条浒苔蛋白,最佳酶解条件为:料液比1∶25、加酶量1 250 U/g pro、温度45.7℃、pH 7.2、震荡酶解时间120 min。在该条件下的酶解多肽经超滤分离获得不同分子量区间的多肽,并通过HUVEC、A549、H446、H460等细胞水平初步评价酶解条浒苔制备多肽抗肺癌的细胞生物学效果。结果表明,经上述条件获得的2-6 kD条浒苔多肽处理的HUVEC在抗氧化和小管形成等方面均受到抑制,其处理的NCI-H460、NCI-H446和A549的增殖、细胞周期、迁移也受到不同程度抑制,且能够促进细胞凋亡;2-6 kD浒苔多肽对H446、H460作用效果显著优于对A549的作用。这一细胞水平研究,不仅证实了酶解条浒苔获取新型天然抗肿瘤小肽的可行性,也为条浒苔蛋白质资源高值化利用探索提供了新的途径。