叶绿体中的细胞色素b—559

细胞色素b-559是由叶绿体基因编码α,β亚基为单位构成的一种血红蛋白,是光系统II反应中心的重要组分。以叶绿体为实验材料的研究表明,细胞色素b-559可通过还原变化调节光系统Ⅱ的光抑制敏感性,并对发生在供体侧和受体侧抑制的光系统II反应中心具有保护作用,但对整体植物在生理条件下的作用却未得到证实,这也正是今后需要研究的问题。     

叶绿体膜的结构与功能——(Ⅰ)、叶绿体膜的结构、组成与光系统Ⅱ功能的关系

当小麦黄化幼苗在间歇光(周期为2分钟光、118分钟暗)下转绿二十四小时,获得一种发育不完善的叶绿体膜,将它与发育完善的叶绿体膜相比较,研究了它们的结构、组成与光系统Ⅱ功能的关系。发育不完善的膜,无基粒、而发育完善的膜,具有基粒。后者有较高的叶绿素含量、较低的叶绿素a/b比值,具有叶绿素蛋白复合物T及复合物Ⅱ,而前者完全缺乏复合物Ⅱ。发育不完善的叶绿体膜具有较完善的光系统Ⅰ成份,但明显缺乏高电位的细胞色素b_(559)、它们光还原DCPIP的活力比发育完善的膜高二倍多,加DPC人工电子给体,还可提高百分之三十多。以上结果可以得出以下结论:1.发育不完善的膜,缺乏捕获光能的叶绿素a/b蛋白复合物,缺乏基粒;2.在发育不完善的膜中,光系统Ⅰ发育较完善、但水裂解酶系统在整个电子传递链中则处于发育最慢的部分;3.由于发育不完善的膜,缺乏高电位细胞色素b_(559),我们推测它不可能处于电子传递链的主链上,而可能位于光系统Ⅱ的侧链上;4.发育不完善的膜、由于结构简单、自我调控能力弱,不能抵抗恶劣条件,如加抑制剂或在弱光下,光化学活性急剧下降。     

光合作用研究历程中的重大事件(2)

(上接 2 0 0 3年第 38卷第 7期第 6 0页 )　　 6 ) 2 0世纪 80年代以后 ,匡廷云等在光合膜的结构与功能 ,如光系统 反应中心、捕光色素蛋白复合体以及 Cytb6 /f复合体的结构与功能及其调控的研究中 ,取得了系统的、具有特色的创新成果 :1首次证明了 2 1×10 3蛋白是光系统 长波荧光发射的最初来源 ;2揭示了不同类型植物叶绿体膜上叶绿素蛋白种类的多样性 ,其结构与功能受内外因素调控的规律 ;3发现了捕光叶绿素蛋白在类囊体膜上横向迁移调节激发能分配的规律 ;4提出了具有特色的叶绿素蛋白在膜上排列的模型 ,“膜表面蛋白质的非均一性分…     

银杏叶绿体DNA的分离提纯

叶绿体是植物进行光合作用的极为重要的 细胞器。本世纪初,Correns等根据植物叶子 的花斑现象具有母性遗传的特征,推测叶绿体 中可能存在着某些特殊的遗传因子,但是在其 后的近半个世纪里,叶绿体基因存在与否始终 未能得到肯定,直到六十年代初,随着核酸检测 技术和电镜技术的发展,叶绿体基因的存在才 最后得到证实。1962年Ristb,等用电镜观察到 衣藻叶绿体中存在着纤维状DNA, 1963年 Sager和石田政弘〔21应用超离心技术,从衣藻叶 绿体中首次成功地分离提取了DNA。由于在 高等植物中叶绿体基因组比较简单,而且它的 非孟德尔遗传方式对叶绿体基因组的结构及其 遗传分析带来极大方便。此外叶绿体作为真核 细胞的细胞器,其DNA及基因表达系统却又 与原核细胞的极为类似,因此叶绿体也是研究 真核基因和原核基因之间相互关系的好材料。 叶绿休基因组的研究无论在理论上还是在实际 上均有着重要意义。 我之居脚座矛材群,参考Kolodner 151和杉 浦昌弘〔33的方法,并加以改进,分离制得叶绿体 DNA (Chloroplast DNA· 简称ctDNA),     

细胞骨架(续)

(四)微丝和微管的功能微丝和微管的功能就三个问题来谈:细胞形状的维持、与非肌肉细胞运动的关系和与细胞分裂的关系。这里要谈到两个运动系统即肌动蛋白—肌球蛋白系统和微管—二联臂(dynein)系统。非肌肉细胞的运动机制,目前多从肌原纤维的收缩蛋白在非肌肉细胞中的分布等方面进行探讨。一旦肌节的单一蛋白鉴定和纯化,就可在非肌肉细胞中寻找是否有相同或近     

平滑肌细胞迁移的肌球蛋白轻链非磷酸化途径

为了阐明平滑肌细胞迁移存在肌球蛋白轻链非磷酸化调节途径,研究花生四烯酸(arachidonicacid,AA)对肌球蛋白轻链非磷酸化状态下平滑肌细胞迁移的影响及其相关的信号传导途径.经Boyden小室跨膜迁移实验发现,AA对培养的兔血管平滑肌SM3细胞具有明显的诱导迁移作用.然而,当预先用10μmolL肌球蛋白轻链激酶(myosinlightchainkinase,MLCK)特异性抑制剂ML7作用SM3细胞后,发现AA对SM3细胞仍然具有明显的诱导迁移作用,并呈剂量依赖性,这种诱导作用可被细胞外信号调节激酶12(ERK12)的特异性抑制剂PD98059或磷脂酶C(PLC)的特异性抑制剂U73122所拮抗.此外,Ⅱ型肌球蛋白抑制剂blebbistatin(BLB)可部分抑制“非磷酸化”状态下AA的诱导迁移作用.经Western印迹检测显示,10μmolLML7可完全抑制SM3细胞中20kD肌球蛋白轻链(MLC20)磷酸化,并且加入AA后MLC20仍为非磷酸化状态.应用免疫荧光染色法观察肌动蛋白在SM3细胞中分布的变化,发现在AA作用下肌动蛋白呈细胞边缘聚集现象,有伪足形成,细胞形态表现为迁移状态.预先用ML7作用后再加入AA,肌动蛋白的分布与上述结果相同.研究结果初步表明,在平滑肌细胞迁移的作用途径中,在MLC磷酸化调节途径受到抑制时,AA可诱导MLC非磷酸化的平滑肌细胞发生迁移,其分子机理可能与ERK12和PLC信号传导途径有关,非磷酸化的肌球蛋白直接参与了该迁移过程.     

千里光热激蛋白90-3(Hsp90-3)的生物信息学与功能分析

Hsp90是真核细胞重要的一类分子伴侣,与植物的生长发育、抗逆性、信号转导及生物进化等功能密切相关.为了深入理解高等植物Hsp90结构与功能的关系,该研究从千里光(Senecio scandens)全长cDNA文库中分离到Hsp90-3基因.序列分析结果表明,该基因编码699个氨基酸的多肽,与拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtHsp90-3(登录号:NP_200412.1)的同源性最高,为93.71％;预测蛋白质的分子量为79.78 kD,理论等电点为5.08.信号序列分析结果发现,该蛋白主要定位于细胞的细胞核、过氧化物酶体、叶绿体类囊体膜及叶绿体基质中,提示作为分子伴侣,高等植物Hsp90-3参与细胞内膜系统蛋白质的转运.结构与功能分析发现,该蛋白有3个结构域及1个连接区,推测Hsp90-3在真核细胞的信号转导、转录调控及胁迫表达等过程中发挥重要功能.     

叶绿体中的细胞色素b-559

细胞色素b-559是由叶绿体基因编码α、β亚基为单位构成的一种血红素蛋白,是光系统II反应中心的重要组分。以叶绿体为实验材料的研究表明,细胞色素b-559可通过氧化还原变化调节光系统II的光抑制敏感性,并对发生在供体侧和受体侧抑制的光系统II反应中心具有保护作用,但对整体植物在生理条件下的作用却未得到证实,这也正是今后需要研究的问题。     

高等植物的叶绿体转化系统及研究进展

在高等植物的细胞中 ,细胞核、叶绿体和线粒体都含有ＤＮＡ ,它们构成了既相对独立又相互联系的遗传系统。以细胞核为外源基因受体的植物基因工程已被广泛地应用于重要农作物的改良。但核基因转化仍存在一系列难以解决的问题 ,如细胞核基因组大、背景复杂 ;外源基因的表达效率低 ,后代不稳定 ;环境安全难以保证等。为克服核基因转化存在的不足 ,1 988年 ,Ｂｏｙｎｔｏｎ等[1] 以衣藻为材料用基因枪进行外源基因对叶绿体的转化 ,首次证实了叶绿体转化的可行性。这项工作使人们意识到植物的叶绿体不仅是光合作用的重要场所 ,也可以作为植物基…     

植物叶绿体DNA

叶绿体是专营光合作用的细胞器。本世纪初已经证明叶斑现象是细胞质遗传的,因此认为叶绿体中很可能存在遗传物质,以后随着核酸检测技术的发展,予测叶绿体中存在DNA。1963年Sager和石田首先成功地从衣藻叶绿体中提取了DNA,接着证明叶绿体中也存在自身的转录,翻译系统。用以往经典遗传学方法很难适用于叶绿体DNA的遗传分析,因此几似没有进行。最近由于引入以重组DNA为主的新技术,叶绿体DNA的遗传分析才真正开始进行。本文主要是从DNA碱基顺序的水平讨论叶绿体基因的情况。     

镁离子对柱孢鱼腥藻(Anabaena cylindrica)类囊体膜吸收光谱和荧光光谱的影响

研究了不同浓度(5和10mM)的镁离子对柱孢鱼腥藻类囊体膜吸收光谱和荧光光谱的影响。5mM镁离子浓度降低柱孢鱼腥藻类囊体膜的叶绿素α在红区和蓝区的吸收峰,表现相似于镁离子对叶绿体的叶绿素α吸收峰的变平效应。在室温下,加入5mM镁离子浓度使膜的光系统Ⅱ684nm发射荧光强度降低。在液氮低温下,镁离子降低膜的光系统Ⅱ684nm和光系统Ⅰ728nm发射荧光强度的比值。可能表明镁离子促进光系统问激发能的传递。同时,镁离子增大叶绿素α所吸收光的激发能对光系统Ⅰ发射荧光的贡献,促进叶绿素α至光系统Ⅰ的激发能传递。     

分裂泛素化酵母双杂交系统研究光合膜蛋白相互作用

光合类囊体膜主要由光系统Ⅱ、细胞色素b6f复合物、光系统Ⅰ以及ATP合酶4个超分子复合物组成.利用分裂泛素化酵母双杂交系统研究光合类囊体膜蛋白间的相互作用.将叶绿体psbA基因编码的D1蛋白作为诱饵蛋白,以叶绿体基因psbD编码的D2蛋白、petB编码的Cytb6蛋白作为靶蛋白,分别共转化酵母菌株后进行相互作用分析.实验结果表明,诱饵蛋白D1能与来源于同一复合物光系统Ⅱ的D2蛋白发生相互作用,而与来源于细胞色素b6f复合物的Cytb6蛋白没有互作.这一结果表明,分裂泛素化酵母双杂交系统可以用于检测光合膜蛋白间的相互作用,从而为研究光合膜蛋白生物发生的调控机理提供一个有效的工具.     

高等植物叶绿体的遗传转化

利用不同方法在两个大不相同的实验室里首次获得了高等植物细胞器的遗传转化.MaxPlanck细胞生物学研究所和Heidelberg大学的G.Weber及同事利用一紫外线激光微束把外源DNA组合到油菜叶绿体中.他们将携带敌菌灵抗性基因并用荧光染料标记的DNA注入油菜细胞的胞质中.然后用3毫微秒氮激光微束(接入一倒置显微镜的光径里)脉冲击穿细胞内的叶绿体.通过处理叶绿体的荧光性以及敌菌灵抗性在油菜细胞中的瞬时表达证实了DNA的摄取.处理细胞存活并再生成株.但是,在再生株里并未发现引入基因的表达.他们成功     

叶绿体基因组:起源、结构与表达调控

叶绿体具有独立基因组。被认为是内共生起源的细胞器。叶绿体基因组是多拷贝的,具有比较保守的环状结构,但也存在着一些例外。叶绿体基因组主要用于编码与光合作用密切相关的一些蛋白和一些核糖体蛋白。由核基因编码的叶绿体蛋白质在胞质中先形成分子量较大的前体蛋白,而后跨过叶绿体膜,使叶绿体完成生理功能。叶绿体基因表达调控是在不同水平上进行的,光和细胞分裂素对叶绿体基因的表达也起着重要的调节作用。     

光合膜膜脂双半乳糖二酰基甘油的研究进展

本文综述了光合膜膜脂双半乳糖二酰基甘油(DGDG)的生物合成和生理功能的研究进展。DGDG是光合膜中惟一的双半乳糖脂类,在光合膜的不同膜区均有分布。在高等植物叶绿体中,存在着两条不同的DGDG生物合成途径,即原核合成途径和真核合成途径。原核途径只限于在质体内进行,而真核途径还包括一些在内质网内发生的反应。DGDG在维持光系统Ⅱ捕光色素蛋白复合体的寡聚体结构、调控光系统Ⅱ和光系统Ⅱ核心复合物的放氧活性等方面起着重要作用。     

MYH9 基因多态性与肾脏疾病关系研究进展

非肌性肌球蛋白重链9基因,编码非肌性肌球蛋白重链ⅡA,既往研究其与May-Hegglin异常(May-Hegglin anomaly,MHA)、Fechtner综合征(Fechtner syndrome,FTNS)、Sebastian综合征(Sebastian syndrome,SBS)、Epstein综合征(Epstein syndrome,EPS)和Alport样综合征相关。2008年首次用混合连锁不平衡绘图(MALD)方法证实其与非糖尿病终末期肾病及局灶节段性肾小球硬化症相关,后陆续有该基因与高血压肾病、C1q肾病等的相关报道。本文综合国外该基因与肾脏病的相关研究,对其与肾脏病的关系研究进展做一概括,对今后的研究起一定的帮助作用。     

叶绿体移动现象

叶绿体是植物细胞中最重要的光能转化细胞器,叶绿体在细胞中具有一定分布区域,当植物受外界环境刺激时叶绿体会发生位移,包括回避反应、聚集反应等运动方式.近年来,以模式植物拟南芥为材料,利用正向遗传学和反向遗传学等方法,发现一些重要基因编码的蛋白控制叶绿体移动行为,其中向光素蓝光受体PHOT1和PHOT2以及肌动蛋白结合蛋白CHIP1(chloroplast unusual positioning 1)与叶绿体移动有密切关系.简要介绍目前对叶绿体移动机制的研究进展.     

Mg~(2 )诱导 Chla 荧光,膜垛迭和膜表面电荷变化之间的关系

利用低盐介质分离的冀北1号大豆叶绿体膜,同时测定不同浓度 Mg~(2 )对 Chla 可变荧光产率,类囊体膜再垛迭和膜电泳速率的影响。现察到 Mg~(2 )抑制膜电泳迁移率与其刺激 Chla可变荧光产率及膜再垛迭之间,存在有良好的相关性,证实金属阳离子对激发能在两个光系统之间传递与分配的调节作用,与金属阳离子中和或屏蔽类囊体膜表面的净负电荷,促使膜再垛迭密切相关。     

豌豆肌动蛋白异型体的表达与系统发生分析

豌豆 (PisumsativumLinn .)肌动蛋白基因至少可以分为 3类异型体 :PEAcⅠ、PEAcⅡ和PEAcⅢ ,它们的编码区序列相似性很高 ,而非编码区序列存在显著的差异。RT_PCR和以 3′端非翻译区作探针的Southern杂交结果显示豌豆肌动蛋白异型体基因在根、茎、叶、卷须、花粉和幼嫩果实中均表达 ,但表达强度存在明显差异。利用连续稀释电泳对PEAcⅠ的转录本水平进行分析后发现它倾向于在幼嫩的器官中表达 ,且在 7d的茎中表达最强 ;在一个月内的叶片中表达也较强 ,此后明显下降 ;卷须中表达变化不显著 ,在花粉中表达很弱 ,在幼嫩荚果中的表达亦较多。PEAcⅡ表达特点与PEAcⅠ具有某些相似性。根据肌动蛋白序列重建的系统发生树表明豌豆肌动蛋白 3类异型体间的分歧明显 ,但起源于单、双子叶植物分化前的共同基因祖先。推测豌豆肌动蛋白异型体基因在转录调控和细胞功能上存在差异。     

蓝藻与植物叶绿体光合系统基因的生物信息学研究

用BLAST法比较了蓝藻和叶绿体中编码光合系统蛋白的基因碱基序列的同源性,其中蓝藻来自集胞藻6803和念珠藻7120,叶绿体来自地钱、烟草、水稻、裸藻、黑松、玉米、紫菜、拟南芥等。以集胞藻6803的碱基序列为基准(100％),与其他物种进行同源性比较。在光系统Ⅰ基因中,psaC同源性最高(90．14％),最低的是psaJ,(52．24％)。光系统Ⅱ基因中,同源性最高的是psbD基因(83．7l％),最低的是psbN(49．70%)。ATP合成酶基因中,同源性最高的是atpB基因(79．58％,),最低的是atpF(26．69％)。细胞色素b6／f复合物基因中,同源性最高的是petB(81．66％),最低的是petA(55．27％)。这些数据可为叶绿体的起源和进化提供一些证据。