多粘菌素B对光合磷酸化的促进作用

多粘菌素B在低浓度的磷酸盐存在下,抑制光合磷酸化和电子传递,但在较高浓度的磷酸盐存在下,却能促进光合磷酸化和提高P/O值。多粘菌素B在促进光合磷酸化时与无机磷酸之间存在着类似竞争的关系,并显示出能增加叶绿体的毫秒延迟发光和用中性红表示的类囊体膜内外的pH变化,多粘菌素B亦能促进光下的ATP_P_j交换。根据上述实验结果;我们推测多粘菌素B在类囊体膜上可能有两个作用部位,一个在类囊体膜上,另一个在偶联因子(CF_1)的β亚单位上。     

亚硫酸氢钠在低光强下对叶绿体循环光合磷酸化的促进作用

我们在70年代曾发现喷洒低浓度的亚硫酸氢钠能提高多种作物叶片的光合作用速率(沈允钢等1980)。近年来,谭实和沈允钢(1987)观察到喷洒低浓度的亚硫酸氢钠不但能增加作物叶片的光合作用速率,而且同时增加其呼吸作用速率,并初     

Clotrimazole对菠菜叶绿体光合磷酸化和电子传递的抑制作用

10μmol/的clotrimazole不仅抑制光合磷酸化活力,而且抑制各种类型的电子传递,是一个典型的电子传递抑制剂。经过它对叶绿体放氧,荧光和毫秒延迟发光影响的比较研究表明:clotri—mazole在光合电子传递链上的作用部位在Q与PQ之间,即与DGMU的作用部位相同或相近。     

叶片预照光对光合磷酸化和电子传递偶联效率的促进作用

菠菜叶片经预照光处理后提取的叶绿体,不但光合磷酸化活力增加,而且偶联效率P/O也提高,其提高P/O的作用与多粘菌素的作用不能叠加,叶片预照光可能通过使偶联因子产生漏能减少的变构而提高p/O的。用两阶段光合磷酸化法测得叶片预照光,在促进光合磷酸化时也能促进高能态积累。用CF_1抗体,NEM和五羟黄酮等处理叶绿体的研究表明,叶片预照光引起CF_1的构象变化——γ,亚单位上的SH基内埋而α.β亚单位上的催化中心却更加暴露。活体中的P/O值也许会比一般离体的高。     

不同温度下叶绿体毫秒延迟发光和质子区域化的关系

在０～１℃的低温条件下叶绿体毫秒延迟发光的快相明显较室温时的高,说明低温条件有利于水氧化所释放的质子在类囊体膜上形成区域化;磷酸化能在毫秒级范围内就利用水氧化所产生的区域化质子合成ＡＴＰ,使毫秒延迟发光的快相降低。随着温度升高,水氧化产生的区域化质子易向非区域化质子转变,２５℃时毫秒延迟发光的快相主要与膜电位有关而难以观察到水氧化所释放的质子的影响。水氧化产生的质子区域化与叶绿体膜的状态密切相关。     

豌豆叶绿化期间胞质体的光合偶联因子复合物

叶肉组织在光照绿化期间,有关光合能量转换系统的结构形成和功能发生之间的关系早已为人注意。七十年代末,提出叶绿体偶联因子复合物概念后,这种复合物的分离纯化和亚单位结构功能的研究甚为活跃,但在叶肉组织绿化过程中,这种复合物的亚单位和功能发生之间的情况,尚未见有人报告。我们利用控制光照时间培育了绿苗、黄化绿苗和黄化苗,制备出各自的胞质体,从中分离和部分纯化出它们的偶联因子复合物,比较了它们的异同。一、豌豆叶绿体和黄化叶绿体的光合磷酸化和交换反应活性比较豌豆种籽萌芽后经人工光照(每日光照16小时,黑暗8小时)两天后,进行黑暗处理六天,从这种黄化绿苗提出黄化叶绿体,对照则是正常绿苗所制备的叶绿体。两种胞质体的光     

恒态光合磷酸化与△pH和△ψ的关系

在恒态下推动ATP形成的△μH~+中,除ApH外,△ψ的贡献也很明显:进行PSP反应,耗用H~+,降低了⊿pH幅度。NH_4Cl,尼日利亚菌素(Nig)对⊿pH和PSP的抑制作用是同步的。CCCP影响膜对质子的透性,加速内部质子外流,降低内部质子浓度,减少⊿pH幅度,抑制了PSP反应。PSP更依赖于类囊体内部质子浓度。在短杆菌环肽(Gram)(～5×10~(-8)mol/L)和缬氨霉素(Val)(～5×10~(-7)mol/L,+K~+)的作用下,⊿ψ几乎被完全消去,并对⊿pH无明显作用,但PSP分别被抑制了～30％(Gram)和～50％(Val),表明在恒态PSP反应中有30％～50％的能量来源可由⊿ψ提供。     

光合磷酸化偶联机制的研究——高能态与光合磷酸化的关系

我们进一步研究了叶绿体照光时形成的高能态与光合磷酸化的关系。结果如下:恒态下,苯二胺等弱有机碱可大大促进高能态(Z~*)的积聚。但是在起始时间内与对照相比,Z~*的形成却被显著抑制,而对光合磷酸化(PSP)活力影响很小。这说明这时推动ATP形成的动力可由⊿H~+以外形式的高能态来提供。当叶绿体照光时,分别用可去除类囊体膜内外AH~+的解联剂NH_4Cl或可消除电位差(⊿E)的载离子体短杆菌环肽(G·D)处理,或者共同作用,Z~*的形成几平全被抑制,而PSP活力仍有少量残留。说明有AH~+、⊿E以外形式的高能态的存在,以推动ATP形成。叶绿体在预照光时加入无载体~(32)P_i,形成了Z～~(32)p。实验表明这Z～~(32)P可能是类囊体内源ATPb在光下磷酸化或ATPb与~(32)Pi交换的产物~(32)P～ATP。Z～~(32)P的形成不受NH_4Cl或G.D的抑制,即在去除AH~+或⊿E之后,~(32)P_i仍能参入CF_1上的结合态核苷酸形成ATP,说明CF_1构型变化所需的能最供给有的不是以AH~+或⊿E形式,设想有一种膜上高能态(M~*)直接参与。这M~*的性质及其在光合作用能量转化过程中的意义将有待深入研究。     

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。     

光合磷酸化偶联机制的研究——Ⅲ.胺对光合磷酸化的促进作用

进一步研究比较了氯化铵和一些胺对光合磷酸化的影响。发现甲基胺等在低浓度(2×10~(-4)M)时,对光合磷酸化的影响与氯化铵相似,但它对磷酸盐的浓度要求较氯化铵低。用pH电极法测得氯化铵和甲基胺在促进光合磷酸化的浓度下时,能降低类囊体的质子吸收。2×10~(-4)M的氯化铵和甲基胺在高浓度磷酸盐存在时,也能促进闪光下的光合磷酸化,但对叶绿体的延迟发光无明显影响。     

光合磷酸化偶联机制研究——氯化铵对光合磷酸化的促进作用

1～3×10~(-4)M 氯化铵在较低浓度磷酸盐时降低光合磷酸化活力增进希尔反应速度表现出解联效应,在较高浓度磷酸盐时,希尔反应速度仍加快而光合磷酸化活力也被促进。用两阶段光合磷酸化技术及测定对叶绿体萤光淬灭作用的影响表明,氯化铵在上述条件下是消除类囊体腔内的高能态的。解联剂短杆菌环肽在1×10~(-8)M 时也可表现出对光合磷酸化有促进作用。将上述浓度氯化铵和短杆菌环肽同时加入反应液对光合磷酸化仍有促进作用,甚至似乎更显著。联系过去研究光合磷酸化高能态时提出它可能有不同存在状态的推测,对上述现象作了分析和解释。     

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。     

低浓度NaHSO3促进田间水稻的光合磷酸化和光合作用

用1～2 mmol/L NaHSO3喷施于水稻(Oryza sativa L.)叶面可以提高叶片的光合速率,并能持续3 d以上.在此条件下,光下叶片中的ATP含量明显增高,叶片的叶绿素毫秒延迟荧光加强,反映与光合磷酸化活力有关的跨类囊体膜质子梯度增加.乳熟期喷施2次1 mmol/L NaHSO3后,水稻产量提高约10%.研究表明NaHSO3的主要作用和PMS(phenazine methosulfate)促进光合速率的原因可能类似,都是增加了ATP的供应.与此同时,观察到低浓度NaHSO3可促进水稻中反映循环电子传递的叶绿素荧光在作用光关闭后的短时上升.以上现象表明低浓度NaHSO3的促进作用很可能是通过促进围绕PSⅠ的循环电子传递及其耦联的光合磷酸化而促进水稻光合作用的.     

叶绿体ATP合成酶ε亚基对菠菜叶绿体毫秒延迟发光的影响

在1℃低温条件下,经叶绿体ATP合成酶ε亚基处理的菠菜叶绿体毫秒延迟发光的快相显著高于对照,增加的快相不仅是由膜两侧的电位差所引起的,并且为光系统Ⅱ水氧化释放的质子所促进。当温度升至25℃时,ε亚基对叶绿体毫秒延迟发光快相的影响几乎消失。牛血清白蛋白处理对此快相也有轻微的增强效应。     

杂交水稻及其亲本光合特性的研究Ⅱ.功能叶片的希尔反应、光合磷酸化、ATP酶活性和ATP含量

研究了杂交水稻青优159（母本青A,父本R159）和广优四号（母本广A,父本青六矮）及其亲本功能叶片的希尔反应活性、光合磷酸化、ATP含量及ATP酶活性等。实验结果表明了两组杂交水稻功能叶片的希尔反应活性高于其亲本,其超亲优势分别为13．44％、13、93％,平均优势分别为26．44％、1774％;功能叶片的光合磷酸化活性亦有杂种优势,其超亲优势分别为21．35％、18．81％,平均优势分别为34．06％、22．71％;杂种F1的两种ATP酶（Cd －ATP酶和Mg －ATP酶）活性和叶组织中ATP含量均高于其亲本,亦表现出明显的杂种优势。另外从我们的试验结果中还可以见到,希尔反应活性、光合磷酸化活性、ATP酶活性及ATP含量与光合速率的大小有密切的正相关关系,说明这些生理生化特性可以作为高光合速率杂交水稻鉴别的指标。     

高等植物的光系统Ⅱ蛋白磷酸化机制及其对环境胁迫的响应

高等植物的光系统Ⅱ蛋白在环境胁迫,尤其是强光和高温胁迫时会发生可逆磷酸化。本文介绍环境调节下的高等植物光系统Ⅱ蛋白D1、LHCⅡ、CP29及TSP9的可逆磷酸化研究进展,并讨论了这种蛋白磷酸化与光系统Ⅱ蛋白复合物在类囊体膜上的迁移和组装之间的关系。