不同聚集态LHCⅡ的组成及其光谱性质分析

不同聚集态的LHCⅡ在调节植物光能的吸收和传递上有重要意义. 用蔗糖密度梯度离心的方法从菠菜类囊体膜中分离出了LHCⅡ三聚体、二聚体和单体, 并分析了三者的多肽和色素组成, 以及吸收和荧光光谱特性. 结果表明, 它们都由分子量分别为29, 28和26 kD的3种多肽组成, 且结合有叶绿素a, 叶绿素b, 黄体素, 新黄素和紫黄素等5种色素, 但色素的含量各不相同. 三聚体中各色素的含量最多, 二聚体和单体中依次减少. 结构和组成的不同导致了功能的差异. 吸收及荧光光谱的分析结果显示, 三者在光能的吸收和传递效率上存在明显不同, 表现为三聚体 > 二聚体 > 单体, 推测植物体内3种聚集态LHCⅡ处在相互转换的动态平衡中, 并以此调节植物光能的吸收和传递, 从而适应光环境的变化.     

从假根羽藻类囊体膜直接分离纯化主要捕光叶绿素a/b蛋白复合体

应用液相色谱层析技术从海生绿藻,即假根羽藻(Bryopsis corticulans Setch.)的类囊体膜直接分离纯化获得了主要捕光叶绿素a/b蛋白质复合体(LHCⅡ).类囊体膜提取物经3％n-Octyl-b-D-glucopyranoside去垢剂处理后,其中的LHCⅡ蛋白质获得与Q型阴离子交换层析柱的特异亲和力,因此LHCⅡ从类囊体膜中被高选择性分离出来.经过蔗糖密度梯度离心,获得了LHCⅡ单体、三聚体和聚集体.多肽组分的SDS-PAGE分析证明纯化获得的LHCⅡ单体、三聚体和寡聚体具有很高的纯度.该LHCⅡ制备物的吸收光谱也说明了其结构的完整性.首次提出了通过少数简单步骤从类囊体膜直接分离、纯化LHCⅡ是可以实现的.     

假根羽藻主要捕光叶绿素a/b-蛋白复合体的特性(英文)

应用阴离子交换和凝胶过滤层析技术,从假根羽藻(Bryopsis corticulans Setch. )类囊体膜中直接分离、纯化获得了主要叶绿素a/b-蛋白复合体(LHCⅡ)。经蔗糖密度梯度超速离心获得了该色素蛋白复合体的单体和三聚体。反相液相色谱的色素分析结果显示,假根羽藻LHCⅡ的色素组成含有叶绿素a、叶绿素b、新黄质、紫黄质和管藻素等。其单体的电子跃迁能谱与三聚体的相似。园二色光谱分析显示,在LHCⅡ脱辅基蛋白质上分别存在着很强的叶绿素a偶极子之间和叶绿素b偶极子之间的分子内相互作用,然而这些偶极子之间的分子间的相互作用在三聚体中得到明显增强。在能量传递方面,LHCⅡ单体有着与三聚体相似的从叶绿素b到叶绿素a以及从管藻素到叶绿素a的高效传能能力。实验结果表明,假根羽藻中LHCⅡ单体具有像三聚体那样可以高效发挥吸能和传能生理功能的色素组成形式。因此,这些单体可能是假根羽藻类囊体膜上具有功能作用的LHCⅡ的结构形式。     

假根羽藻主要捕光叶绿素a/b-蛋白复合体的特性

应用阴离子交换和凝胶过滤层析技术,从假根羽藻(Bryopsis corticulans Setch.)类囊体膜中直接分离、纯化获得了主要叶绿素a/b-蛋白复合体(LHCⅡ).经蔗糖密度梯度超速离心获得了该色素蛋白复合体的单体和三聚体.反相液相色谱的色素分析结果显示,假根羽藻LHCⅡ的色素组成含有叶绿素a、叶绿素b、新黄质、紫黄质和管藻素等.其单体的电子跃迁能谱与三聚体的相似.园二色光谱分析显示,在LHCⅡ脱辅基蛋白质上分别存在着很强的叶绿素a偶极子之间和叶绿素b偶极子之间的分子内相互作用,然而这些偶极子之间的分子间的相互作用在三聚体中得到明显增强.在能量传递方面,LHCⅡ单体有着与三聚体相似的从叶绿素b到叶绿素a以及从管藻素到叶绿素a的高效传能能力.实验结果表明,假根羽藻中LHCⅡ单体具有像三聚体那样可以高效发挥吸能和传能生理功能的色素组成形式.因此,这些单体可能是假根羽藻类囊体膜上具有功能作用的LHCⅡ的结构形式.     

冷害对黄瓜叶绿体类囊体膜的影响

研究了冷害温度(0℃,16h)对黄瓜(Cucumis sativus L.)叶绿体类囊体膜膜脂、膜蛋白成分的影响。在没有可见伤害症状的低温处理条件下,黄瓜叶片叶绿体类囊体膜膜脂成分已有变化,主要是磷脂酰甘油(PG)含量明显降低,但主要脂类成分单半乳糖基甘油二酯(MGDG)、双半乳糖基甘油二酯(DGDG)、硫代异鼠李糖甘油二酯(SQDC)和PG的脂肪酸组分没有明显的变化;类囊体膜上色素蛋白质复合体的变化以光系统Ⅱ捕光叶绿素a/b蛋白质(LHCⅡ)单体及寡聚体含量的变化最明显,低温处理使LHCⅡ单体比例增加。对提纯的LHCⅡ结合脂的分析表明,低温处理改变了LHCⅡ结合脂及其脂肪酸的组成,使PG含量降低。以上结果表明,LHCⅡ结合脂成分变化以及LHCⅡ寡聚体解聚可能是叶绿体类囊体膜受冷害的最初反应。     

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%。     

从假根羽藻类囊体膜直接分离纯化主要捕光叶绿素a／b蛋白复合体

应用液相色谱层析技术从海生绿藻,即假根羽藻(Bryopsis corticulans Setch.)的类囊体膜直接分离纯化获得了主要捕光叶绿素a/b蛋白质复合体(LHC II)。类囊体膜提取物经3% n-Octyl-b-D-glucopyranoside去垢剂处理后,其中的LHC II蛋白质获得与Q型阴离子交换层析柱的特异亲和力,因此LHC II从类囊体膜中被高选择性分离出来。经过蔗糖密度梯度离心,获得了LHC II单体、三聚体和聚集体。多肽组分的SDS-PAGE分析证明纯化获得的LHC II单体、三聚体和寡聚体具有很高的纯度。该LHC II制备物的吸收光谱也说明了其结构的完整性。首次提出了通过少数简单步骤从类囊体膜直接分离、纯化LHC II是可以实现的。     

低温锻炼对小麦类囊体膜脂膜蛋白的影响

比较两种不同抗寒性小麦品种在低温锻炼前后类囊体膜脂及其脂肪酸成分、光系统Ⅱ捕光叶绿素ａ／ｂ 蛋白复合体（ＬＨＣⅡ）及类囊体吸收光谱,低温荧光发射光谱,发现经低温锻炼后：（１）抗寒与不抗寒品种小麦类囊体磷脂酰甘油（ＰＧ）的反式十六碳－烯酸含量均明显降低;抗寒品种小麦的单半乳糖基甘油二酯（ＭＧＤＧ）／双半乳糖基甘油二酯（ＤＧＤＧ）比值明显降低,而不抗寒品种变化不明显。（２）抗寒品种小麦类脂／叶绿素比值明显增高。（３）两品种小麦类囊体膜ＬＨＣⅡ寡聚体含量均降低,而单体含量均增加。（４）两品种小麦类囊体膜吸收四阶导数光谱Ａ６８３／Ａ６５２比值均升高。（５）不抗寒品种小麦低温荧光发射光谱Ｆ６８５／Ｆ７３８比值上升,而抗寒品种没有变化。我们认为,在低温锻炼过程中膜流动性增大可能是植物抗寒性增强的重要原因,此外,ＭＧＤＧ 含量降低对低温下膜双层的稳定性可能起重要作用     

菠菜类囊体LHC的叶绿素-蛋白中的叶绿素排列和方向的研究

用蔗糖梯度离心的方法,从胰蛋白酶处理叶绿体和对照叶绿体膜分离LHC。比较研究了它们的吸收光谱、荧光光谱、圆二色光谱和荧光偏振度的变化。观测到消化叶绿体LHC的吸收光谱除位于652nm的肩消失外,其它特征性吸收均无明显改变,荧光发射峰位和在670nm的C.D.信号峰位与对照相比发生偏移,叶绿素b和吸收≤670 Nm叶绿素a的荧光偏振度降低。结果说明含叶绿素b的蛋白和短波长叶绿素a的蛋白位于类囊体膜的外侧,胰蛋白酶消化引起LHC的构型改变,从而使色素与色素、色素与蛋白的相互关系及叶绿素分子排列和方向发生改变。讨论了LHC上蛋白构型、叶绿素分子机构和叶绿素分子间能量传递的相互关系。提出了蛋白质在色素能量传递过程中的作用。     

低温锻炼对小麦类囊体膜脂膜蛋的影响

比较两种不同抗寒性小麦品种在低温锻炼前后类囊体膜脂及共脂肪酸成分、光系统Ⅱ捕光叶绿素ａ／ｂ蛋白复合体（ＬＨＣⅡ）及类囊体吸收光谱,低温荧光发射光谱,发现经低温锻炼后：（１）抗寒与不抗寒小麦类囊体脂酰甘油（ＰＧ）的反式六碳－烯酸含量均明显降低;抗寒品种小麦的单半乳糖基甘油二酯（ＭＧＤＧ）／双半乳糖基甘油二酯（ＤＧＤＧ）比值明显降低,而不抗寒品种变化不明显。（２）抗寒品种小麦类脂／叶绿素比值明显增高。     

从非离子去垢剂辛基-β-D-吡喃葡萄糖苷的类囊体膜提取液中分离的叶绿素蛋白复合体的光谱性质

当将辛基—β—D—吡喃葡萄糖苷的类囊体膜提取液进行凝胶电泳时,有7种叶绿素蛋白复合体被分离出来,它们分别是CPIa,CPI,LHCP~1,CPa1,Cpa2,LHCP~2和LHCP~3。 CPa1和CPa2在红区的吸收峰分别位于674nm和671nm。一阶导数光谱表明这两种复合体都含有叶绿素a和类胡萝卜素,但不含叶绿素b。四阶导数光谱证明CPa1的主要吸收形式为chla-680,而CPa2的主要形式为chl a-670。由77K的荧光发射光谱知道CPa1的荧光发射峰位于695nm,而CPa2的发射峰则位于685nm。LHCP~1和LHCP~3及LHCP~2的主要吸收形式分别为chlb-650和chl a-680。它们的荧光发射峰都位于680—682nm范围内。 可以断定CPa1是光系统Ⅱ反应中心P680-叶绿素a蛋白复合体;CPa2是光系统Ⅱ内周天线叶绿素a蛋白复合体;LHCP~1,LHCP~2和LHCP~3是光系统Ⅱ外周天线叶绿素a/b蛋白复合体。LHCP~2和LHCP~3是两种独立的单体。CPIa和CPI为光系统Ⅰ反应中心复合体。     

饱和白光引起的光系统Ⅱ捕光复合体（LHCⅡ）从反应中心复合体脱离不同于弱红光引起的状态1向状态2的转换

我们观测了不同光照预处理对拟南芥、小麦和大豆叶片光合作用和低温（77K）叶绿素荧光参数F685、F735和F685／F735的影响。野生型拟南芥叶片光合作用对饱和光到有限光转变的响应曲线是V型,而缺乏叶绿体蛋白激酶的突变体STN7的这一曲线为L型。饱和白光可以引起拟南芥叶片F685／F735的明显降低,但是F735没有明显增高,而弱红光可以导致拟南芥叶片F685／F735的明显降低和F735的明显增高,表明弱红光可以引起状态1向状态2的转变,同时伴随从光系统Ⅱ脱离的LHCⅡ与光系统Ⅰ的结合,而饱和白光只能引起LHCⅡ从光系统Ⅱ反应中心复合体脱离。并且,低温叶绿素荧光分析结果证明,饱和白光可以引起大豆叶片LHCⅡ脱离,但是不能引起小麦叶片LHCⅡ脱离,而弱红光可以引起小麦叶片的这种状态转换,却不能引起大豆叶片的这种状态转换。因此,饱和白光引起的野生型拟南芥和大豆叶片的LHCⅡ脱离不是一个典型的状态转换现象。     

毕氏海蓬子光系统Ⅱ颗粒的分离与鉴定

采用去污剂TritonX-100增溶类囊体膜和高速离心的方法,首次分离和纯化了毕氏海蓬子的光系统Ⅱ（photosystemⅡ,PSⅡ）颗粒,通过光谱学和SDS-PAGE对其进行鉴定并与类囊体膜进行比较。室温吸收光谱结果表明,PSⅡ颗粒在蓝区的叶绿素（chlorophyll,ChOb和胡萝卜素类吸收峰为485nm,在红区的Ch1b吸收峰为655nm,这两个峰值均低于类囊体膜中的。77K荧光发射光谱结果表明,提取的PSⅡ颗粒基本不含光系统Ⅰ（photosystemⅠ,PSI）的低温荧光反射峰737nm。77K荧光激发光谱结果显示,海蓬子PSⅡ颗粒在470-485am之间的Ch1b 和胡萝卜素类的荧光发射峰明显低于类囊体膜的。这说明在PSⅡ中大部分的PSI已被除去。电泳结果显示,海蓬子PSⅡ颗粒缺少PSI反应中心蛋白质亚基PsaA和PsaB,这说明提取到的PSⅡ纯度较高,这为进一步研究毕氏海蓬子PSⅡ的结构与功能奠定基础。     

叶绿体膜的结构与功能——ⅩⅦ.LHCP的蛋白磷酸化及其在膜上的横向移动

捕光叶绿素a/b蛋白复合体的蛋白磷酸化使叶绿体低温荧光(77K)在735 nm处的发射增强,间质片层膜的叶绿素a/b比值降低。聚丙烯酰胺凝胶电泳分析表明:LHCP蛋白磷酸化引起部分LHCP在膜上不仅以单体,而且以二聚体、三聚体的形式从富含PSⅡ的基粒膜横向移动到富含PS Ⅰ的间质膜,并与PS Ⅰ相结合,作为它的外周天线,扩大了PS Ⅰ的捕光面积,从而使激发能分配有利于PS Ⅰ。     

叶绿素缺乏油菜突变体的LHCⅡ多肽组成、蛋白含量与cab基因转录研究

与野生型油菜相比．叶绿素缺乏油菜突变体Cr3529 LHC Ⅱ多肽组成并未发生改变,但其含量却都明显降低。RNA印迹及点杂交结果都显示出Cr3529cab基因的转录增加。这些结果表明：该叶绿素缺乏突变体仅影响LHCI多肽的蛋白含量;并未影响其组成;突变体LHC Ⅱ蛋白量的减少并非cab基因转录降低所致。可见转录水平的调节仅对LHC Ⅱ在类囊体膜上的积累起有限作用;cab核编码基因转录活性的维持和质体信号的产生并不要求有结构完整的叶绿体的存在。     

镉离子对菠菜叶绿体色素蛋白质复合物及激发能分配的影响

Cd~(2+)使叶绿体低温(77K)荧光发射光谱中 F686/F736及 F696/F736和激发光谱中F480/F436比值降低,说明 Cd~(2+)不利于激发能向 PSⅡ传递。SDS-PAGE 分析表明,Cd(2+)处理后叶绿体类囊体膜中光系统Ⅱ捕光叶绿素蛋白质复合物 LHCⅡ的部分寡聚体解聚成单体,且 LHCⅡ的总量也减少了。分析表明 Cd~(2+)使属于 LHCⅡ的多肽减少。已知LHCⅡ在光能吸收、传递以及激发能在两个光系统间的分配和调节方面起着重要作用,Cd~(2+)引起部分 LHCⅡ解聚和总量减少,必然导致由 LHCⅡ捕获和向光系统Ⅱ中心传递的能量减少。     

PSⅡ膜脂肪酸的脱饱和与黄瓜低温光抑制关系的研究

低温适应（１２℃,１２０μｍｏｌ／Ｌ·ｍ－２·ｓ－１ＰＰＦＤ）引起黄瓜子叶ＰＳⅡ膜碎片（ＰＳⅡｍｅｍｂｒａｎｅ,下同）饱和脂肪酸分子百分含量的减少,膜脂不饱和度提高。其中,十六碳脂肪酸的脱饱和较为明显,Ｃ１６３脂肪酸的分子百分含量经低温适应后上升。分段测定类囊体膜的电子传递活力发现,低温适应使电子传递Ｈ２Ｏ→ＭＶ和ＤＰＣ→ＭＶ呈现先降后恢复的趋势,其中ＰＳⅡ的电子传递活力在低温适应７２ｈ内受影响较小;而ＰＳⅠ的活力受到明显抑制。经叶绿素ａ荧光测定也证实,低温适应后ＰＳⅡ的荧光化学效率仍较高,同时,黄瓜子叶对低温光抑制的抗性提高。本文认为,ＰＳⅡ膜碎片中饱和脂肪酸含量的降低有可能提高膜的流动性,从而增强黄瓜幼苗对低温光抑制的抗性。     

光系统Ⅱ超分子复合物的放氧活性分析

以高等植物大量捕光色素蛋白复合物(major light harvesting complex Ⅱ,LHCⅡb)对光系统Ⅱ(photosystem Ⅱ,PSⅡ)放氧活性的影响为研究对象,从豌豆类囊体膜中分步提取出三种PSⅡ蛋白复合物,结合电泳和光谱分析,鉴定出三种复合物的主要区别是LHCⅡb含量不同.对于三种PSⅡ色素...     

叶绿体膜的结构与功能 Ⅶ小麦囊状体膜上光系统Ⅱ反应中心复合体的探讨

小麦叶绿体膜用SDS短时间增溶后,用不连续的SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳分离出八条叶绿素带,我们依其迁移率的增加及参考文献上的定名称为CPI(P700—叶绿素a—蛋白质)、LHCP~1(捕光叶绿素a/b—蛋白质)、LHCP~2、LHCP~3,CPa(光系统Ⅱ反应中心)、LHCP~4和FC(游离色素—SDS复合物)。值得注意的是,在LHCP~4和FC之间观察到一条新的复合体,我们命名为CPa_1。 CPa_1的吸收光谱与CPa的吸收光谱相似,他们在红区的吸收峰分别在669nm和670nm,在蓝区的吸收峰为435nm,清楚地表明这些吸收光谱与文献中报导的复合体Ⅳ—系统Ⅱ反应中心复合物相似(Hayden等1977)。CPa和CPa_1具有相似的荧光发射光谱,最强的发射带分别在681nm和682nm。二者的荧光激发光谱亦是彼此相似的。CPa的分子量约为39.5KD,CPa_1的分子量约为19.6KD。因此,我们推测CPa可能是二聚体,而CPa_1可能是它的单体。     

圆二色光谱揭示光系统Ⅱ在热处理过程中叶绿素荧光动力学变化的原因

研究了光系统Ⅱ(PSⅡ)在热处理过程中的叶绿素a荧光和圆二色(CD)光谱。在30 ℃～40 ℃热处理过程中,PSⅡ的叶绿素荧光参数Fo'保持稳定不变;当温度大于40 ℃时,Fo' 逐渐升高并在55 ℃达到最大值。在PSⅡ颗粒和富含捕光色素(LHCⅡ)的复合物的热处理过程中,具有超大振幅的CD异常信号出现,并且在40 ℃时, 677 nm的异常CD峰强度达到最大。这些结果暗示在PSⅡ颗粒热处理过程中,PSⅡ颗粒中的LHCⅡ的聚集状态和异常CD信号相关,并且也可能是影响Fo'的一个重要因素。