螺旋藻藻胆体核心复合物结构与功能的研究──四种变藻蓝蛋白复合物的分离及光谱特性的研究

从螺旋藻（Ｓｐｉｒｕｌｉｎａｐｌａｔｅｎｓｉｓ）的藻胆体中分离出四种不同光谱形线的变藻蓝蛋白（ＡＰＣ）复合物：ＡＰＩ,ＡＰⅡ,ＡＰⅢ,ＡＰＢ,利用吸收光谱,荧光光谱（室温和低温）以及荧光激发偏振光谱比较了ＡＰＣ复合物三聚体和单体的光谱特性,四种ＡＰＣ复合物三聚体的最大吸收和最大发射峰位置各不相同,ＡＰⅡ和ＡＰⅢ位于短波区（最大吸收波长在～６５０ｎｍ,最大发射波长在６６２～６６４ｎｍ）ＡＰＩ和ＡＰＢ     

螺旋藻变藻蓝蛋白内能量传递机制的研究

利用ｐｓ时间分辨荧光光谱技术研究两种不同结构变藻蓝蛋白复合物ＡＰ６６５和ＡＰ６６０内能量传递过程,讨论了变藻蓝蛋白三聚体和单体内激发态作用机制。结果表明,ＡＰＣ单体只有一个短寿命（７５ｐｓ）,来源于其两个亚基α８４／β８４间能量传递过程,另一长寿命（１０８０ｐｓ）是β８４基态恢复的平衡时间。两种ＡＰＣ三聚体均含有一个短寿命组分,从１６ｐｓ（ＡＰ６６０）到４８ｐｓ（ＡＰ６６５）,它们来源于三聚体内互为Ｃ３对称单体内α８４／β８４间能量传递过程。ＡＰ６６０由于结构对称性低出现的短寿命组分（１０６ｐｓ）,可指认为低对称单体的α８４／β８４之间能量传递时间常数。连接多肽对ＡＰＣ三聚体性质的影响明显地表现在其荧光衰减动力学过程中。     

R-藻蓝蛋白的分离及其结构表征

本文对传统藻胆蛋白的分离方法进行改进,利用柱层析法直接从新鲜多管藻提取分离出纯的Ｒ－藻蓝蛋白。分别用凝胶柱层析法和电泳法测定了其分子量。结果表明：通常实验条件下：Ｒ－藻蓝蛋白的最稳定聚集态是三聚体,其分子量为１２２．８ＫＤ,它由分子量分别为１８．１ＫＤ（α）和２０．５ＫＤ（β）两个亚基组成,其分子组成为（αβ）３。利用吸收和荧光光谱研究了Ｒ－藻蓝蛋白的光谱性质。Ｒ－ＰＣ的三聚体在可见光范围有两个明显的吸收峰,分别为５４６ｎｍ和６１４ｎｍ,与同系的Ｃ－ＰＣ和ＰＥＣ明显不同,表明各类色团光谱特性在三聚体状态基本不变,说明三聚体内色团间无强相互作用。Ｒ－ＰＣ荧光发射峰位于６４０ｎｍ,与同系的Ｃ－ＰＣ和ＰＥＣ基本一致,说明三聚体保证了高效的能量传递。单体的荧光发射呈现双峰（５６６ｎｍ,６４３ｎｍ）,说明单体内能量传递效率不高。从光谱性质可知,在ＰＣ家族中,Ｒ－ＰＣ具有最高的光能捕获效率     

光动力复合藻胆蛋白及其分子内能量传递现象

通过杂双官能团偶联试剂,３－（２－吡啶联疏基）丙酸Ｎ－羟基琥珀酰亚胺酯（ＳＰＤ）,我们合成了Ｒ－藻红蛋白（Ｒ－ＰＥ）与变藻蓝蛋白（ＡＰＣ）的共轭复合物。这种光动力复合藻胆蛋白具有一些特别的光物理性质,如很大的ｓｔｏｋｅｓ位移（约１７０ｕｍ,４９０ｎｍ激发,６６５ｎｍ发出荧光）、高效的分子内能量传递效率等。复合物中Ｒ—ＰＥ与ＡＰＣ的摩尔比为１４,且Ｒ—ＰＥ和ＡＰＣ在复合物中保持了它们各自的光谱性质。通过荧光发射光谱,我们观察到了这种复合藻胆蛋白的分子内能量传递现象,计算表明从Ｒ—ＰＥ到ＡＰＣ的分子内能量传递效率为６５％。二硫苏糖醇（ＤＴＴ）对复合物中联结Ｒ—ＰＥ与ＡＰＣ间的脂族二硫桥键的还原导致分子内能量传递的阻断这一现象进一步证实了复合物中存在分子内能量传递现象。根据Ｆｏｒｓｔｅｒ能量转移机理,计算得出给体与受体发色团间距离为７２Ａ,这一距离与两种蛋白的大小是基本相符的。     

嗜热蓝藻优雅粘囊藻藻胆体的特性和别藻蓝蛋白的亚基组成

研究了优雅粘囊藻藻胆体（ＰＢＳ）的特性。从聚丙烯酰胺凝胶电泳（ＰＡＧＥ）、吸收光谱和二阶导数图谱可证明,它的ＰＢＳ含有一种红色藻胆蛋白,两种Ｃ－藻蓝蛋白和三种别藻蓝蛋白。但是,用ＰＡＧＥ和羟基磷灰石柱层析分离和纯化所得藻胆蛋白,一般仅得到一种Ｃ－ＰＣ和一种亚基组成特殊的别藻蓝蛋白ＡＰＣ。这种ＡＰＣ吸收光谱和荧光发射相同于已报告的ＡＦＣ６６０ｎｍ。但是它的亚基组成是（αα′ββ′）２而不是（α′α２β２β′）Ｌｃ１０或（αβ）３。     

假根羽藻外周天线色素分子间能量传递

假根羽藻外周天线捕光色素蛋白复合物(L ight-harvesting Comp lex II,LHC II)在不同聚集态的情况下,它所包含色素分子间的能量传递是不同的。采用荧光发射光谱和激发光谱技术对不同聚集态(单体、三聚体和寡聚体)的LHC II进行研究,发现三聚体中色素分子间的能量传递效率比较高,单体要小一些。520 nm激发下,类胡萝卜素分子向叶绿素a分子的能量传递效率:三聚体约为64%、单体约为56%;650 nm激发下,叶绿素b分子向叶绿素a分子的能量传递效率:三聚体约为89%、单体约为78%。寡聚体的能量传递要复杂些,从光谱分析出它包含两种不同吸收光谱特性的叶绿素b分子,吸收峰分别为480 nm和468 nm,其中蓝区吸收峰为480 nm的叶绿素b分子向发射685 nm荧光的叶绿素a分子的能量传递效率要小于75%。     

光系统Ⅱ核心复合物的稳态荧光光谱

在83K和160K两个温度下,通过激发波长对荧光发射谱的影响研究了光系统Ⅱ中核心复合物的荧光光谱特性。用不同波长的光激发,核心复合物的发射谱的最大发射峰值不变,用480、489、495和507nm的光分别激发核心复合物,其光谱最大峰值处的荧光强度随不同激发波长下β-胡萝卜素分子的吸收强度的增大而降低,在长波长区域光谱的变化依赖于首先被激发的色素分子。所以,激发波长的不同影响着核心复合物中能量传递的途径。通过高斯解析,分析出核心复合物中至少存在有7组叶绿素a组分,它们是Ch1 a660,Ch1 a670,Ch1 a680,Ch1 a682,Ch1 a684,Ch1 a687和Ch1 a690。     

嗜热蓝藻优雅粘囊藻藻胆体的特性和别藻蓝蛋白的亚基组成

研究了优雅粘囊藻藻胆体的特性。从聚丙烯酰胺凝胶电泳、吸收光谱和二阶导数图谱可证明,它的ＰＢＳ含有一种红色藻胆蛋,两种Ｃ－藻蓝蛋白和三种别藻蓝蛋白。但是,用ＰＡＧＥ和羟基磷灰石柱层析分离和纯化所得藻胆蛋白,一般仅得到一种Ｃ－ＰＣ和一种亚基组成特殊的别藻蓝蛋白ＡＰＣ。这种ＡＰＣ吸收光谱和荧光发射相同于已报告的ＡＰＣ６６０ｎｍ。但是它的亚基组成是（αα＇ββ＇）２而不是（α＇α２β２β＇）Ｌｃ＾１０或α     

荧光光谱法研究铈离子与二棕榈酰磷脂酰胆碱（DPPC）脂质体的相互作用

通过荧光光谱法研究了稀土元素Ｃｅ３＋与二棕榈酰磷脂酰胆碱（ＤＰＰＣ）脂质体的相互作用,结果表明,Ｃｅ３＋－ＤＰＰＣ体系的激发波长在２４７ｎｍ,２９４ｎｍ,发射波长在３４４ｎｍ,与水合Ｃｅ３＋的荧光光谱完全不同。这表明Ｃｅ３＋与ＤＰＰＣ形成了复合物,该复合物的荧光光谱同Ｃｅ３＋－ＤＨＰ复合物的荧光光谱一致。可以认为Ｃｅ３＋与ＤＰＰＣ分子上的磷酸基团相作用。     

蓝藻(Cyanobacteria)藻胆体内核结构与功能的研究I.变藻蓝蛋白六聚体(αβ)5APβ16.3LCM42分离及其表征

利用藻胆体温和解离的方法和超速离心分离技术首次得到了变藻蓝蛋白六聚体,并通过光谱技术,凝胶柱过滤柱色谱方法,和ＳＤＳ－ＰＡＧＥ电泳方法以及蔗糖密度超速离心方法对其进行表征。结果表明：该变藻蓝蛋白六聚体的最大吸收峰（λＡｍａｘ＝６５２ｎｍ）,荧光发射峰位于６６６ｎｍ,并且在６８０ｎｍ处有一明显肩峰;其分子量大约为２４０ＫＤ左右;其分子组成为（αβ）５ＡＰβ１６．３ＬＣＭ４２;离心沉降系数为１２Ｓ（０．２－０．５ｍｏｌ／Ｌ线性蔗糖密度梯度于０．０５ｍｏｌ／Ｌ磷酸盐缓冲液）。该六聚体在５ｍｍｏｌ／Ｌ磷酸盐缓冲液（ｐＨ＝７．０）发生解离,通过羟基磷灰石柱分离可得到两种变藻蓝蛋白三聚体（αβ）３ＡＰ和（αβ）２ＡＰβ１６．３ＬＣＭ４２,这说明该变藻蓝蛋白六聚体是由两个变藻蓝蛋白三聚体组成;通过差谱的方法得出锚蛋白的吸收光谱（λｍａｘ＝６６０ｎｍ）;根据稳态光谱测定的结果,推断出锚蛋白碎片ＬＣＭ４２的光谱性质与整个锚蛋白的光谱性质相同,进而得出ＬＣＭ４２保留了整个锚蛋白中的发色团,因而保留了其传递能量的功能。利用光谱数据和晶体结构数据讨论了该六聚体内能量传递途径     

CHAPS对M_(412)的动力学和共振拉曼光谱的影响

研究了表面活性剂CHAPS对紫膜中菌紫质在光循环过程中M_(412)的衰减速率及质子泵功能的影响.光循环中间体M_(412)快、慢衰减组分的衰减速率及质子衰减速率均受到CHAPS的影响,综合激光拉曼光谱对M_(412)和其它光循环中间体相对含量的测定,表明CHAPS对紫膜的影响是通过影响其膜脂完整的液晶结构,而使紫膜光循环动力学过程及质子泵功能发生变化的.     

Excitation Energy Transfer in Cyanobacteria Synechocystis Embedded in Polymer Film and Partially Bleached by Polarized Irradiation

The polarized absorption, photoacoustic, fluorescence emission, and fluorescence excitation spectra of whole cells of cyanobacteria Synechocystis sp. embedded in a polymer film were measured. The bacteria cells, as it follows from anisotropy of absorption and fluorescence spectra, were even in a non-stretched polyvinyl alcohol film oriented to a certain extent. The measurements were done for such film in order to avoid the deformation of cyanobacteria shapes. Part of the samples was bleached by irradiation with strong polarized radiation with electric vector parallel to the orientation axis of cells. The anisotropy of photoacoustic spectra was higher than that of absorption spectra and it was stronger changed by the irradiation. Polarized fluorescence was excited in four wavelength regions characterised by different contribution to absorption from various bacteria pigments. The shapes of emission spectra were different depending on wavelength of excitation, polarization of radiation, and previous irradiation of the sample. The fluorescence spectra were analysed on Gaussian components belonging to various forms of pigments from photosystems (PS) 1 and 2. The results inform about excitation energy transfer between pools of pigments, differently oriented in the cells. Energy of photons absorbed by phycobilisomes was transferred predominantly to the chlorophyll of PS2, whereas photons absorbed by carotenoids to chlorophylls of PS1.     

用光谱技术鉴定植物色素突变体

1983年我国报道了从γ-射线处理的“矮杆齐”大麦中得到了一株黄绿色的突变体1832C[1]。本文用光谱技术对该突变体的光合色素成分进行了鉴定。1　材料和方法　　材料为六棱裸大麦“矮杆齐”和由该品种大麦诱变形成的黄绿色突变体1832C(Mb1832C),以及作为对照的缺失Chlb的突变体大麦Chlorina-f2[2]都于3月初播种于实验田中。　　每个样品取30g新鲜的叶片,先用自来水后用蒸馏水冲洗干净。把洗净的叶片摊放在干净的纱布上吸干表面水分,剪碎,加入100mL预冷的含有0.4mol/L山梨醇、0.1mol/LTris-HCl(pH7.6)的缓冲液,用组织捣碎机先慢速捣碎1…     

芦丁对胃蛋白酶部分性质的影响

采用紫外光谱和荧光光谱研究芦丁与胃蛋白酶的相互作用。实验结果表明,加入芦丁使胃蛋白酶的紫外吸收差谱迅速增强,特征荧光峰产生静态淬灭,并求得芦丁与胃蛋白酶作用的形成常数。     

芦丁与胰蛋白酶相互作用的光谱性质研究

利用紫外光谱和荧光光谱研究了芦丁和胰蛋白酶的相互作用机制。结果表明,生理pH 7.40条件下芦丁使胰蛋白酶的紫外吸收峰增强,特征荧光峰淬灭。并利用荧光淬灭反应测得芦丁和胰蛋白酶之间结合常数KA=6.8786×104(mol/L)-1,结合位点数n=1.0173。     

粪臭素对胃蛋白酶部分理化性质的影响

采用紫外光谱法和荧光光谱法研究了粪臭素与胃蛋白酶的结合作用。观测到粪臭素使胃蛋白酶的紫外吸收峰增强,特征荧光峰淬灭。Stern-Volmer淬灭曲线显示,粪臭素对胃蛋白酶的荧光淬灭很可能是一个单一的静态淬灭过程。     

Spectroscopic characterisation of copper acetohydroxamate and copper n-octanohydroxamate

The nature of the bonding in acetohydroxamic acid, copper acetohydroxamate and copper n-octanohydroxamate has been investigated by chemical analysis, XPS, FTIR and Raman spectroscopy. Vibrational spectra show the acid to be in the keto Z conformation as was previously established for the n-octano homologue. Chemical analysis established that the copper compounds have a copper:hydroxamate stoichiometry of 1:1. XPS confirms that they are Cu^II compounds. The absence of vibrational spectral bands that were previously identified with N-H vibrations for n-octanohydroxamic acid and its potassium compound, together with the presence of a CN stretch band that shifts when the nitrogen is labelled with ¹⁵N, confirms that the hydroxamate moieties in the Cu^II compounds are in the enol configuration. Some interaction between Cu and N is indicated by the spectra and could explain the 1:1 stoichiometry of the Cu^II hydroxamates investigated.     

褐藻77 K荧光特异性研究

测定了裙带菜、叉开网地藻、海带、囊藻、海蒿子、鼠尾藻、萱藻和水云等８种褐藻的７７Ｋ荧光光谱并同菠菜和红藻条斑紫菜作了比较。结果表明与红藻和高等植物明显不同,褐藻没有作为ＰＳＩ特征的７３０ｎｍ荧光峰。按荧光主峰的波长,可以分为二种类型：裙带菜、叉开网地藻、海带和囊藻的荧光主峰位于６９０ｎｍ,海蒿子、萱藻、水云和鼠尾藻的荧光主峰在７０５～７２０ｎｍ。这种７７Ｋ荧光特异性预示褐藻同高等植物之间在ＰＳＩ结构上的差异。     

粪臭素对胰蛋白酶部分性质的影响

研究发现粪臭素对胰蛋白酶活性具有抑制作用。采用紫吸收法察到粪臭素使胰蛋白酶紫外吸收峰增强,采用荧光光谱法发现粪臭素对胰蛋白酶有很强的荧光淬灭作用。根据Stern-Volmer方程测得胰蛋白酶的表观猝灭常数Kq为2.72×1012L/mol.s。表明粪臭素对胰蛋白酶的荧光猝灭很可能是静态猝灭。     

喜树碱对胰α-淀粉酶部分性质的影响

喜树碱对胰α-淀粉酶有明显的抑制作用,其抑制类型为反竞争性抑制。利用紫外差光谱,研究发现喜树碱能改变胰α-淀粉酶的空间结构;利用荧光光谱研究了喜树碱与胰α-淀粉酶的相互作用,计算了二者的结合常数KA=2.78×106(mol/L)-1和结合位点数n=1.2477。其结果对喜树碱的进一步开发具有一定的指导意义。