固氮蓝藻Anabaena sp.7120的叶绿素蛋白复合体的分离和光谱特性的研究

用光合膜片增溶和SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳方法,从固氮蓝藻Anabaena sp.7120分离到7条色素带。迁移率较慢的五条叶绿素蛋白复合体带,具有相同的吸收光谱和室温荧光光谱特性。它们的红区最大吸收峰在676nm;蓝区最大吸收峰在438nm。它们的室温荧光发射最高峰在672—673nm;在710,732和740nm都有小峰。这些是CPⅠ叶绿素所特有的。我们认为这5条带都是属于光系统Ⅰ的叶绿素蛋白复合体。另一条迁移率稍快的叶绿素蛋白复合体带为CPⅡ。它的红区最大吸收峰在672nm;蓝区最大吸收峰在436nm。与CPⅠ带相比,两个峰均向短波端偏移。它们的室温荧光发射最高峰在675nm,没有CPⅠ所特有的小峰。这些性质说明此带和CPⅠ带不同,而是和光系统Ⅱ反应中心相关的一个复合体。迁移率最快的带是游离色素带。     

蓝藻叶绿素蛋白复合体的分离研究

蓝藻类囊体膜用声波超时处理,然后在4℃下用低浓度的LDS增溶,并经改进的SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳后被分离成15条绿色的带. 其中CPa1～CPa6有着相似的吸收光谱. 这6个组分的低温荧光光谱也很相似,其荧光发射光谱的发射峰都位于685 nm处,表明它们都属于光系统Ⅱ叶绿素a蛋白复合体. 该系统对光系统Ⅱ的分离能力是传统电泳的3倍.     

一个高分辨率的凝胶电泳系统及其从蓝藻中分离的叶绿素蛋白复合体

用一高分辨率的凝胶电泳系统从蓝藻类囊体膜中分离出至少１３ 个清晰的叶绿素带,它们是ＣＰＩａ、ＣＰＩｂ、ＣＰＩｃ、ＣＰＩｄ、ＣＰＩｅ、ＣＰＩｆ、ＣＰＩｇ、ＣＰＩｈ、ＣＰａ１、ＣＰａ２、ＣＰａ３、ＣＰａ４ 和ＦＣ,其分辨率较传统方法高出１ 倍多。ＣＰＩａ—ＣＰＩｈ ８ 种组分有相同的吸收光谱,其红峰和蓝峰的位置分别位于６７６ ｎｍ 和４３６ ｎｍ 处。它们都属于光系统Ｉ叶绿素蛋白复合体。ＣＰａ１—ＣＰａ４ ４ 种组分的光谱性质亦基本相同,其吸收峰的位置分别位于６７０—６７２ ｎｍ 和４３６ ｎｍ 处,而低温荧光发射峰的位置都位于６８５ ｎｍ 处。它们都属于光系统Ⅱ叶绿素蛋白复合体     

蓝藻Anabaena7120断裂丝状体的固氮作用

蓝藻Anabaena 7120经甲苯处理后,其固氮活性不仅下降,而且对氧也很敏感。处理前24小时(?)时供给CO_2和N_2,其固氮活性受到促进,促进程度比单供给CO_2的大。氢对其支持和氢对其受氧损伤时的保护作用、光合抑制剂和暗处理对其抑制程度均比未经甲苯处理的蓝藻大。外源碳水化合物对其固氮活性也有促进,但同时加抑制剂时,碳水化合物的良好效应消失。     

蓝藻Anabaena7120的固氮活力及其和光合作用的关系

蓝藻Anabaena 7120经用Ar+CO_2、空气和Ar处理后,固氮活性有明显不同。Ar+CO_2处理的活性比空气处理的高出数倍,而Ar处理的则比空气中的低很多。以上三种处理的Anabaena 7120固氮对不同生理条件反应不一样,固氮活性高者对CO和O_2的敏感程度小些、受到CO_2和N_2的抑制程度也轻。但是分子氢对三者固氮作用的支持效用相同,并且也是和氢酶活动有联系。弱光下固氮活力低的蓝藻固氮活性下降得更大些。光合抑制剂和结合态氮对固氮活力高的蓝藻固氮活性的抑制显著比固氮活力低者小。三者的放氢和放氧能力也不同,固氮活力高者放氧高而放氢量小些,低固氮活力的蓝藻正好相反。     

蓝藻Anabaena 7120的固氮放氢和同化力之间的关系

分子氮和二氧化碳对蓝藻Anabaena 7120固氮的抑制作用可因反应系统中pH值的提高以及对蓝藻进行预照光处理而削弱或消除。分子氢对经预照光处理的蓝藻固氮活性不但不支持,且有削弱。预暗处理的效应恰好相反。蓝藻经低温(4℃)预处理后,分子氢对其固氮活性支持减弱,甚至抑制。蓝藻放氢对分子氢和同化力水平的反应规律在趋势上与固氮基本相同。     

从超声波破碎的蓝藻类囊体膜中分离的叶绿素蛋白复合物

当蓝藻的类囊体膜用超声波进行破碎,并在4℃下用聚丙烯酰胺凝胶电泳进行分离,有6条叶绿素带被分离出来,它们分别是 CPIa,CPIb,CP1,CPa1 CPa2,FC。CP1 在红区和蓝区的吸收峰分别位于674和435 nm 处。在液氮甲该组分在725和680 nm 处有两个荧光发射带。CPa1和 CPa2的吸收光谱相似,其红峰和蓝峰的位置分别位于667和431.5nm 处。它们在77 K 的荧光发射峰都位于684 nm 处。用超声破碎法分离的叶绿素蛋白复合物的光谱特性,除 CPa1和 CPa2在红峰和蓝峰的吸收位置蓝移了3—5 nm 之外,其余与用 SDS 增溶法分离的相应复合物相似。属于光系统Ⅰ的 CPIa-CPI 的叶绿素含量占总叶绿素的40.93%,而属于光系统Ⅱ的 CPa1和 CPa2的叶绿素则占总叶绿素的38.78%,二者之差仅有2.15%。     

固氮红细菌(Rhodobacter azotoforman)色素蛋白复合体的分离纯化与特性

【目的】为揭示不产氧光合细菌产氢菌株色素蛋白复合体(PPC)色素组成和含量与光合放氢的关系奠定基础。【方法】以PPC特征光谱为检测指标,采用硫酸铵分级分离、DEAE-纤维素层析、吸收光谱和SDS-PAGE等方法进行了固氮红细菌(Rhodobacter azotoformans,R.azotoformans)R7产氢菌株PPC的分离纯化、纯度分析和鉴定;采用表面增强激光解吸电离离子飞行时间质谱、HPLC-MS和荧光光谱法对其中一种PPC进行了组成分析和能量传递活性测定。【结果】从R7菌株获得了3种纯化的PPC,1种为反应中心与中心捕光色素蛋白复合体(RC-LH1),2种为外周捕光色素蛋白复合体(LH2),其中一种LH2的吸收光谱具有异常的423nm强吸收峰,其蛋白的两种亚基的分子量分别为5356.8Da和5697.8Da,类胡萝卜素属球形烯系,分子量为562Da,激发光能够从类胡萝卜素向细菌叶绿素以及细菌叶绿素向细菌叶绿素传递。【结论】固氮红细菌产氢菌株含有2种不同光谱特性的LH2,其中一种具有新光谱特性。     

甘露醇对蓝藻Anabaena7120固氮氧稳定性的增强效应

甘露醇可在一定程度上增加蓝藻固氮对氧的稳定性,高氧分压下,甘露醇的此种效应相对大一些。光合作用或有氧代谢不能进行（暗或Ar中）,或光合受抑（添加抑制剂）时,甘露醇的有益作用减弱或消失。加强H2对固氮的支持（同时供给H2和O2）,保证还原剂库或氯代谢的碳架供应（提高CO2浓度,同时供应CO2和N2）的条件下,甘露醇的良好效应明显增大。外源蔗糖对甘露醇增强蓝藻固氮氧稳定性没有显著的促进效用。     

蓝藻Anabaena sp.PCC7120 羧体碳酸酐酶的鉴定

在丝状蓝藻Anabaena sp.PCC7120细胞粗提液的碳酸酐酶(CA)分析中,发现了两种形式的CA活性.高CO_2下生长的细胞,在35μmol/L EZ(Ethoxyzolamide,碳酸酐酶的抑制剂)存在的情况下,CA总活性的85％左右被抑制,其半抑制浓度I_(50)为7.4μmol/L;随着EZ浓度的继续增加,CA活性在EZ浓度达到约150μmol/L处出现了第二个抑制峰,在250μmol/L处抑制程度达到最大,使CA总活性的15％被抑制,其半抑制浓度I_(50)为190μmol/L。在空气条件下生长的细胞中也出现了CA的两个抑制峰:低I_(50)为6μmol/L,高I_(50)为120μmol/L,对羧体的分离及体外测试表明,在羧体制备物中的CA活性只有一个EZ的抑制峰,而且在EZ浓度达到35μmol/L,正如所期望的那样,该CA活性全部被抑制。其半抑制浓度I_(50)为5.2μmol/L左右。这个值跟空气或高CO_2条件下生长的细胞粗提物中的低I_(50)(6μmol/L或7.4μmol/L)十分相似。说明低浓度的EZ可以特异性地抑制定位于羧体的CA活性。另外一种形式的CA,具有高I_50(120—190μmol/L),约占CA总活性的15—20％,则有可能定位于细胞质膜。     

硫酸铜强化固氮蓝藻生长的研究

培养基中添加0.005—0.03ppm 铜能强化固氮蓝藻生长。混合藻种(鱼腥藻属混合藻种)、固氮鱼腥藻 Anabaena azotica(水生686)和多变鱼腥藻 Anabaena variabslis(水生1058)最佳铜浓度分别为0.01ppm 和0.03ppm。池底铺土进行培养固氮蓝藻,铜浓度的范围略宽。     

几种固氮蓝藻的固氮酶活性及其某些特性

对三种固氮蓝藻：固氮鱼腥藻(水生686)、柱孢鱼腥藻和鱼腥藻7120的整细胞及无细胞抽提液的固氮酶活性,进行了比较研究。水生686的整细胞酶活虽然不低(51．9毫米乙烯峰高／光密度／30分),仅次于柱孢鱼腥藻,但其无细胞抽提液的酶活却最低。这可能与它含有大量藻胶有关。研究了Mn^ 、Fe^ 对蓝藻固氮酶的作用,以及测定其在不同酶浓度下的反应动力学表明：柱孢鱼腥藻中不存在象深红螺菌中所看到的那种激活因子。用甲苯-乙醇溶液处理藻细胞,对固氮酶作原位测定,探索了它的氧损伤及氧保护机理。     

突变体大麦Mb1832C的叶绿素蛋白复合体

用低浓度ＳＤＳ对突变体大麦Ｍｂ１８３２Ｃ的类囊体膜进行增溶,再经不连续的ＳＤＳ－聚丙烯酰胺凝胺电泳后,按电泳迁移率的增加顺序,分离出ＣＰＩ,ＣＰａｌ,ＣＰａ２和ＦＣ４条蓝绿色的带。ＣＰＩ在红区和蓝区的吸收峰分别位于６６７ｎｍ和４３８ｎｍ处。低温荧光发射光谱表明ＣＰＩ为含有少量光系统Ⅱ的光系统Ⅰ反应中心复合体。     

硝酸钾缓解氯化钠胁迫蓝藻Anabaena 7120固氮的生理基础

营养液中添加适量ＫＮＯ３可在一定程度上缓解ＮａＣｌ对鱼腥藻固氮活性的抑制作用。暗处理或加光合抑制剂时,ＫＮＯ３对ＮａＣｌ胁迫的缓解作用便消失。供给外源蔗糖、提高ＣＯ２浓度、同时供给ＣＯ２和Ｎ２时,ＫＮＯ３对缓解ＮａＣｌ胁迫的作用则增高．同时供给Ｏ２和Ｈ２对ＫＮＯ３的缓解作用增高影响较小,而在厌氧（Ａｒ或Ｎ２中）或单加氧下,ＫＮＯ３的缓解效应则明显减弱或消失．     

蓝藻Anabaena 7120排氨的研究

蓝藻Anabaena7120在光下和暗中的排氨量显著不同,暗中比光下高。光下加光合抑制剂和光照强度减弱均促进蓝藻排氨。抑制固氮的CO和O_2也削弱蓝藻排氨。无论是在空气、分子氮和氩气中,还是在光和暗条件下,加MSX都促进蓝藻排氨,MSX和DCMU—同加入时,蓝藻排氨量更高。     

蓝藻Anabaena 7120光漂白细胞固氮的研究

蓝藻Anabaena 7120经光漂白后固氮活性明显下降,转入正常光照下又恢复活性。此种经光漂白的蓝藻细胞,其固氮活性对氧敏感度小,受分子氢的促进大些,而忍受CO_2和N_2抑制的浓度相对高些。其固氮活性为弱光和光合抑制剂减弱,而加入外源的碳水化合物则能提高它的固氮活性。当碳水化合物和光合抑制剂一起加入反应系统时,蓝藻光漂白细胞的固氮活性并不能受到促进。