光合磷酸化偶联机制研究——Ⅱ.金霉素对光合磷酸化促进作用的研究

用金霉素溶液处理菠菜离体叶绿体,对循环( PMS)和非循环光合磷酸化( FeCy、MV或BQ DBMIB)均可表现出促进作用,表明它对两个能量保存部位都有促进作用。它能提高磷酸化的偶联程度,增加ADP/O及PC比值。在对光合磷酸化有促进作用的情况下,用两阶段光合磷酸化法测定,它对高能态的积累略有增加或影响不大,但它能显著增加叶绿体的延迟发光。它对叶绿体膜上Mg~(2 )-ATP_(ase)及偶联因子Ca~(2 )-ATP_(ase)活力有抑制。金霉素溶液的荧光强度可被加入偶联因子所提高,这些都表明金霉素至少有一个作用部位与偶联因子有关。文中对它能促进光合磷酸化作用的机理进行了讨论。     

玉米素对叶绿体耦联因子Mg~（2＋）－ATPase活力的调节

用２μｇ／ｍｌ玉米素溶液预处理叶绿体或在光活化前于活化液中加入２μｇ／ｍｌ玉米素溶液,观察到玉米素能促进叶绿体膜上耦联因子ＤＴＴ光活化Ｍｇ２＋－ＡＴＰａｓｅ及Ｍｇ２＋ＧＴＰａｓｅ的活力．且对ＧＴＰａｓｅ的促进比例常较ＡＴＰａｓｅ的大些。王米素对ＯＧ活化可溶性ＣＦ１Ｍｇ２＋－ＡＴＰａｓｅ活力同样表现出促进作用。用玉米素预处理ＣＦ１－β亚基（含微量ＣＦ１－α亚基）也观察到它能促进ＣＦ１－β亚基催化的Ｍｇ２＋－ＡＴＰａｓｅ活力。这些结果表明,玉米素在ＣＦ１上的作用部位至少有一个在β亚基或α．β亚基交界处调节其催化功能的。     

6-苄氨基嘌呤对叶绿体偶联因子功能的影响

可溶性偶联因子经6-BA修饰后,明显促进Mg~(2 )-ATPase活力。从6-BA处理的叶绿体上洗脱下来的偶联因子,其Mg~(2 )-及Ca~(2 )-ATP酶活力都比对照有明显的增加。从~3H-6BA处理叶绿体上洗脱下来的偶联因子等蛋白,经聚丙烯酰胺电泳分析,~3H-6BA除与偶联因子结合外,还与RuBP羧化酶及其他蛋白结合。用6-BA处理提纯的β亚单位,能明显促进其Mg~(2 )-ATPase活力,表明6-BA至少有一个结合位点是在CF_1的β亚单位上并可影响其能量转换反应。     

玉米素对叶绿体耦联因子Mg^2＋—ATPase活力的调节

用２μｇ／ｍｌ玉米素溶液预处理叶绿体或在光活化前于活化液中加入２μｇ／ｍｌ玉米素溶液,观察到玉米素能促进叶绿体膜上耦联因子ＤＴＴ光活化Ｍｇ＾２＋－ＡＴＰａｓｅ及Ｍｇ＾２＋－ＧＴＰａｓｅ的活力,且对ＧＴＰａｓｅ的促进比例常较ＡＴＰａｓｅ的大些。玉米素对ＯＧ活化可溶性ＣＦ１Ｍｇ＾２＋－ＡＴＰａｓｅ活力同样表现出促进作用。用玉米素预处理ＣＦ１－β亚基（含微量ＣＦ１－α亚基）也观察到它促进ＣＦ１－β亚基催     

光合磷酸化偶联机制研究——Ⅳ.金霉素荧光效应及其在偶联因子上作用部位的研究

对溶液 pH、脂类物质、糖浓度、类囊体膜、膜上偶联因子和可溶性偶联因子以及 Mg~(2 )等对金霉素荧光的影响作了研究。结果指出,金霉素与偶联因子结合的荧光峰在440 nm,金霉素与摘除偶联因子后的类囊体膜片结合的荧光峰在530nm。Mg~(2 )可改变金霉素荧光峰的位置及强度,但偶联因子与金霉素的结合与Mg~(2 )无关。 偶联因子经0℃处理变性和用戊二醛处理使结构固定后,它的ATP酶活力下降,金霉素荧光增强效应几乎消失。 用已知作用部位的化学修饰剂NEM和OPDM以及TNBS处理叶绿体或偶联因子时,光合磷酸化和ATP酶活力下降,但加入金霉素可减少NEM和OPDM对光合磷酸化的抑制程度而对TNBS抑制的光合磷酸化活力影响不大。经NEM和OPDM处理后的偶联因子,对金霉素荧光的增强效应显著下降,而经TNBS处理的偶联因子,对金霉素荧光的增强效应仅略有下降。从上述结果推测,金霉素可能是与偶联因子上的γ亚单位或其邻近的区域结合而影响其功能的。     

光合磷酸化偶联机制研究——Ⅷ、6-苄氨基嘌呤对光合磷酸化的促进作用

在反应介质pH 7.2条件下,观察到6-BA处理叶绿体后,能促进循环(+PMS)和非循环(+FeCy或MV)的光合磷酸化反应,提高叶绿体的偶联程度,增加P/e_2比值。此促进现象与叶片的生理状态密切有关。在对光合磷酸化有促进作用的情况下,6-BA可改善类囊体的能化状态,增加高能态的积累。对光激活的叶绿体膜上Mg~(2+)-ATP酶和偶联因子热活化的ATP酶活力均表现出促进作用。6-BA的作用部位可能与膜上的偶联因子有关。     

叶绿体结构和功能的研究——Ⅳ、红霉素对叶绿体能量转换的效应

研究了红霉素对叶绿体能量转换的效应,获知:10(-4)M红霉素抑制循环和非循环光合磷酸化,这种抑制是与反应底物ADP非竞争性的。在抑制ATP合成的浓度范围内,红霉素对基础电子传递的速率并无影响,但它抑制因偶联磷酸化而促进的那部分电子传递。红霉素还抑制膜上Mg~(2 )-ATP酶的活性。以上结果表明,红霉素似有光合磷酸化能量传递抑制剂的特点,它的作用部位可能接近膜上CF_2,或ATP酶的催化部位。     

金霉素促进光合磷酸化机理的再探

在叶绿体经TPCK—trypsin光下修饰后,电子传递加速、磷酸化解联、膜上偶联因子Mg~(2+)—ATP酶活力促进的条件下,用金霉素处理叶绿体,能降低TPCK—trypsin 对磷酸化的解联程度,部分降低膜上Mg~(2+)—ATP酶的激活。在NEM及TPCK—trypsin共同存在时,金霉素处理仍能部分恢复磷酸化活力。进一步证明了金霉素是作用在偶联因子上的γ亚单位或其邻近部位,使之减少能量耗散而提高磷酸化活力.     

NaCl及KCl对叶绿体膜上偶联因子腺三磷酶活力的调节

在不外加Mg~(2 )的条件下,激活液中加入30 mMNaCl或15 mM KCl,能促进叶绿体膜上偶联因子的腺三磷酶活力。其促进程度与叶绿素浓度、反应底物ATP浓度及DTT的存在有关。但此促进现象可被加入低浓度的EDTA所消除,NaCl及KCl可将叶绿体内含有的内源或结合态的Mg~(2 )释放出来,有活化腺三磷酶的作用。