利用超快时间分辨技术对光系统Ⅱ核心天线CP43和CP47的动力学荧光光谱的分析

采用超快时间分辨荧光光谱装置对光系统Ⅱ核心天线CP43和CP47进行了研究 ,并在 5 14.5nm激光激发下获得了它们的动力学荧光光谱。CP43和CP47的荧光光谱范围分别为 6 40～ 780nm和 6 30～ 775nm ,并且它们分别在约 6 80nm和 6 91nm处有最大峰 ,在这两个峰值处的荧光寿命分别约为 3.5 4ns和 3.2 2ns。通过理论计算认为在CP43和CP47中 ,叶绿素a的荧光发射效率分别约为 38.3%和 40 .6 %。讨论了类胡萝卜素到叶绿素a分子的能量传递 ,认为在CP43和CP47中 ,类胡萝卜素到叶绿素a分子的能量传递时间常数分别为 9.6× 10 11s-1和 1.3× 10 12s-1,能量传递效率分别为 47.5 %和 6 6 .5 % ,并且估计在这两种核心天线中 ,类胡萝卜素分子和叶绿素a分子的外周间距分别约为 0 .110nm和 0 .0 85nm。     

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%。     

高等植物光系统II捕光复合体向反应中心能量传输的四能级理论

结合近年来对光系统II中捕光复合体（LHCII)的结构,光谱和动力学研究成果,提出了一个四能级模型来模拟能量从LHCII向反应中心的传递,并根据这个模型建立了一组速率方程,从理论的角度分析了高等植物光系统IILHCII中的能量传递过程,根据计算结果从整上描述了光系统II外周天线向反应中心的传能机制,并发现此过程中分子间有较强的相互作用,针对LHCII光谱,动力学特性和生物体结构解析进行了进一步的近拟,讨论了LHCII的能量传递的大致途径和耗散机制,认为分子间能量传递的主要方式是在能组相邻分子间的传递,损耗是能量传递过程紧密相关,随能级的降低损耗增大,对光强过强时的光保护机制也进行了探讨。     

热诱导PSⅡ核心复合物荧光动力学研究

运用UV-3101PC型紫外-可见-红外分光光度计及皮秒时间分辨荧光光谱技术对20℃、42℃、48℃3个温度下,PSⅡ核心复合物的吸收光谱和时间分辨荧光光谱的变化进行分析,结果发现：(1)在PSⅡ核心复合物中至少存在以下几种具有特征吸收峰的chla分子,CP4．3：chla660／661(chla.：a代表吸收峰)、chla669、chla671、chla682／683;CP47：chla660／66l、chla669、chla67l／672、chla688、chla680;RC：chla680、chla670、chla684、chla673／674、chla682／683、chla660。吸收峰波长随测量温度等条件的不同而略有变化。(2)荧光发射谱组分的峰值随温度的升高而发生明显的蓝移,这是由于热诱导改变了蛋白质的结构,从而使生色团间的距离和(或)方位受到了影响,而chla分子的结构并未发生变化,因此导致chla分子间激子相互作用被破坏,从而产生了发射峰蓝移的现象。(3)20℃、42℃时核心天线向反应中心的能量传递是高效有序的。(4)反应中心中与蛋白质存在不同结合的chla分子,以及核心天线中吸收不同波段光的chla分子与蛋白质结合方式随温度变化存在不同反应。     

光系统Ⅱ捕光复合体飞秒时间分辨荧光特性的研究

采用时间分辨荧光光谱技术研究了菠菜（Spinacia oleracea L.）叶绿体叶捕光色素复合体（LHC Ⅱ）荧光的时间特性和光谱特性。用脉宽为120fs、波长为400nm的倍频钛宝石激光激发LHCⅡ样品;原始荧光信号由Boxcar采集,通过建立多指数模型,用非线性最小二乘法拟合,得到了激发能在LHCⅡ中传递的时间常数分别为：320fs、4.0ps和20.0ps。相对应的各组分荧光占总荧光的非分比分别为：3.4%、50.0%和46.6%。经全局分析,解得荧光强度随波长变化曲线;用高斯3峰解叠得到荧光光谱的峰值波长分别为：652nm、672nm和691nm。通过分析得出了时间常数与LHCⅡ中各色素成分之间的对应关系,并给出了可能的能量传递模型。