用于光系统Ⅱ制剂蛋白亚基位置分析的化学交联法

采用双功能化学交联剂处理PSⅡ放氧核心复合物,借助SDS-PAGE分析交联产物,可以判断蛋白组分的相对空间位置,实验结果表明交联反应与交联剂种类,性质,浓度和反应温度相关,此法适于含多亚基膜蛋白复合体相对空间位置的分析。     

三种不同制剂来源的叶绿素蛋白质复合物CPa的光谱特性及其组分的比较研究

用 SDS-PAGE 方法分离了菠菜叶绿体制剂、放氧光系统Ⅱ制剂和放氧光系统Ⅱ反应中心核心复合物的色素蛋白质复合物,对它们的 CPa 带进行的光谱特性的对比研究表明,在前两种制剂中 CPa 带不仅含有 Chl a 的蛋白质复合物带,它还含有少量 Chl b。且叶绿体制剂的 CPa 带中的 Chl b 含量高于放氧光系统Ⅱ制剂中的含量。此外,根据光系统Ⅱ反应中心核心复合物只有一条叶绿素蛋白质复合物带(CPa)的实验结果,我们认为光系统Ⅱ反应中心叶绿素蛋白质复合物即在 CPa 带中。但在叶绿体制剂和放氧光系统Ⅱ制剂的情况下,CPa 带还含有其它组分。     

光合生物色素-蛋白质复合物的多样性

通过对近年来放氧型光合生物有关研究结果的概括分析,提出放氧型光合生物光系统Ⅰ、光系统Ⅱ及捕光色素-蛋白质复合物具有多样性,并根据其PSⅠ复合物的77 K荧光发射特点,指出放氧型光合生物光合系统中的能量传递方式也可能存在多样性.     

具放氧功能的PSⅡ反应中心复合物的分离及其特性

用Triton X-100处理PSⅡ颗粒,接着通过DEAE-Toyopearl 650S一步柱层析制备PSⅡ反应中心复合物具有良好的DCIP光还原活性和放氧功能,SDS-PAGE分析表明含有47,43,33,32,30kD和9kD6种多肽组分;还具有和前人用其它方法制备的放氧PSⅡ反应中心复合物相同的吸收光谱和荧光发射光谱。圆二色谱检测证明,本法所制备的复合物仍保持色素蛋白固有的α-螺旋结构与反应中心叶绿素的二聚体存在形式。EPR谱检测证明,该复合物具有保持完好的电子供体D存在;Mn~(2 )参与了电子传递。     

PSⅡ核心复合物能量传递的飞秒时间分辨荧光光谱学研究

运用稳态、瞬态荧光光谱技术对光系统Ⅱ核心复合物的能量传递动力学进行研究.分别用436 nm光脉冲激发叶绿素a分子、45l nm光激发叶绿素a和β-胡萝卜素分子、473和481 nm光激发β-胡萝卜素分子,得到5组反应能量传递、电荷重组等过程的寿命组分:8～40 ps为核心天线中β-胡萝卜素分子通过相邻β-胡萝卜素分子或中间叶绿素a向叶绿素a分子传递能量的时间;85～152 ps为核心天线色素分子激发能传递时间;201～925 ps反映部分电荷重组过程;1.03l～1.2l ns为参与能量传递的色素分子从激发态衰退回到基态的时间;6.17～18.13 ns的长寿命时间组分归因于P680+Pheo-的重组过程.将荧光发射谱进行高斯解析,发现在核心复合物中还至少存在Chla 685 683、Chla 682 680、Chla679 673,677三种特征叶绿素a分子.     

PSII核心复合物能量传递的飞秒时间分辩荧光光谱学研究

运用稳态、瞬态荧光光谱技术对光系统Ⅱ核心复合物的能量传递动力学进行研究。分别用436nm光脉冲激发叶绿素a分子、451nm光激发叶绿素a和β-胡萝卜素分子、473和481nm光激发β-胡萝卜素分子,得到5组反应能量传递、电荷重组等过程的寿命组分：8～40 ps为核心天线中β-胡萝卜素分子通过相邻β-胡萝卜素分子或中间叶绿素a向叶绿素a分子传递能量的时间;85～152 ps为核心天线色素分子激发能传递时间;201～925ps反映部分电荷重组过程;1．031～1．21ns为参与能量传递的色素分子从激发态衰退回到基态的时间;6．17～18、13 ns的长寿命时间组分归因于P680^ Pheo^-的重组过程。将荧光发射谱进行高斯解析,发现在核心复合物中还至少存在Chla683^685、Chla680^682、Chla673,677^679三种特征叶绿素a分子。     

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。     

空间飞行微重力降低裸藻光合电子传递并改变光合能量分配

利用神舟8号飞船的SIMBOX发射机会,对真实微重力影响裸藻光合作用活性进行了研究．我们发现,微重力降低了光合活性(Fv/Fm),提高了细胞内叶绿素a和胡萝卜素含量．快速叶绿素荧光动力学研究显示微重力降低了叶绿素荧光强度,但快速叶绿素荧光动力学曲线的形状(O-J-I-P)没有改变．在微重力处理下裸藻的最大光化学效率(φPo)、用于电子传递的量子产额(φEo)和光合作用性能指数(PIABS and PICS)都明显降低,但单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)和单位反应中心耗散的能量(DIo/RC)都明显升高．77K低温荧光光谱实现微重力改变了能量在PSⅠ和PSⅡ之间的分配并出现了红移现象．这些结果表明真实微重力降低光合作用的活性有可能通过两个途径,即抑制裸藻抑制光合电子传递中PSⅡ的受体端和改变PSⅠ的结构从而引起流向PSⅠ的能量传递减少．     

具放氧活性的光系统Ⅱ核心复合物的光谱特性和叶绿素蛋白质成分的研究

我们从菠菜叶片分离出一种具有高放氧活性的光系统Ⅱ(PSII)核心复台物.我们对这种PSII核心复合物进行了PSII光化学活性、吸收、荧光光谱特性和叶绿素蛋白质成分的研究.这种PSII核心复合物是一种不含PSI成分,又除去了LHC-Ⅱ的较纯,较小的具有高放氧活性(?)的单位.在文中对PSII反应中心叶绿素的吸收成分和CPa带进行了一些讨论.     

具放氧活性的光系统Ⅱ核心复合物的光谱特性和叶绿素蛋白质成分的研究

我们从菠菜叶片分离出一种具有高放氧活性的光系统Ⅱ(PSII)核心复台物.我们对这种PSII核心复合物进行了PSII光化学活性、吸收、荧光光谱特性和叶绿素蛋白质成分的研究.这种PSII核心复合物是一种不含PSI成分,又除去了LHC-Ⅱ的较纯,较小的具有高放氧活性(?)的单位.在文中对PSII反应中心叶绿素的吸收成分和CPa带进行了一些讨论.     

瞬时与延迟叶绿素荧光及820nm光反射动力学同步测量技术在光合作用研究中的应用

在光合作用研究中,通过分析瞬时叶绿素荧光诱导动力学曲线,可以获得围绕光系统Ⅱ(photosystemⅡ,PSⅡ)发生的原初光化学反应的信息。通过分析延迟叶绿素荧光诱导动力学和衰减动力学曲线,可以探寻发生电荷重组而产生延迟荧光的不同基团,从而更加直接地了解PSⅡ的状态。而820 nm光反射可以用来检测发生在光系统Ⅰ(photosystemⅠ,PSⅠ)的原初光化学反应。文章简要介绍了这三种动力学的发生原理及其在光合作用研究中的优缺点,并举例说明了瞬时荧光、延迟荧光及820 nm光反射动力学同步测量技术在光合作用研究中的应用,以及三者之间的互补与印证作用。     

光系统Ⅱ核心复合物的稳态荧光光谱

在83K和160K两个温度下,通过激发波长对荧光发射谱的影响研究了光系统Ⅱ中核心复合物的荧光光谱特性。用不同波长的光激发,核心复合物的发射谱的最大发射峰值不变,用480、489、495和507nm的光分别激发核心复合物,其光谱最大峰值处的荧光强度随不同激发波长下β-胡萝卜素分子的吸收强度的增大而降低,在长波长区域光谱的变化依赖于首先被激发的色素分子。所以,激发波长的不同影响着核心复合物中能量传递的途径。通过高斯解析,分析出核心复合物中至少存在有7组叶绿素a组分,它们是Ch1 a660,Ch1 a670,Ch1 a680,Ch1 a682,Ch1 a684,Ch1 a687和Ch1 a690。     

植物磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的研究——Ⅸ.高粱叶片PEP羧化酶的可逆酸变性

在酸性pH下高粱叶片PEP羧化酶的酶活性的丧失伴随着酶蛋白内源荧光强度和ANS-酶复合物荧光强度的变化。经变性缓冲液(pH 3.4)处理导致蛋白质内源荧光强度的下降和ANS-酶复合物荧光强度的增加,同时表现出ANS-酶复合物发射光谱最大荧光波长的轻微蓝移(从493 nm移至487nm)。经pH 2.6和pH 3.4酸处理变性的PEP羧化酶可以借含有DTT或β-巯基乙醇的缓冲液(pH 8.3)恢复大部份酶活性。在最适条件下,酶活性的恢复可达90％以上,随着酶潘性的恢复,酶的荧光特性随之恢复。酶复性过程遵从一级反应动力学。甘油明显减缓酶的复性过程,减缓程度与其浓度有关。酶的效应剂甘氨酸、丝氢酸和G6P提高酶的复性速度,其中甘氨酸最为有效。动力学分析表明无论上述效应剂或甘油存在与否都不改变复性过程的反应级。     

华山松吸收光谱及叶绿素荧光特性的地理变异

利用分离的叶绿体作实验材料,发现华山松(Pinus armandi Franch.)南方种源的4阶导数吸收光谱在680nm处峰值较大,在670nm处峰值较小,而北方种源中出现了在680nm处峰值较在670nm峰值小的类群,推断北方种群反应中心活力有下降趋势。南、北种源之间的低温(77K)荧光发射光谱有明显差异,PSⅠ、PSⅡ发射峰位置出现地理变动。低温荧光激发光谱分析表明,地理变异主要发生在叶绿素a的分子状态上。研究还表明,完整的针叶因为有角质层、松脂等物质干扰,检测不出光谱的差异,不是理想的实验材料。     

毕氏海蓬子类囊体膜与卵磷脂重组脂质体的耐热性研究

采用卵磷脂(PC)构建脂质体,然后将毕氏海蓬子类囊体膜蛋白复合物重组到脂质体中.分析不同温度(25℃、35℃、45℃和55℃)处理后蛋白脂质体的电子传递活性、吸收光谱和荧光光谱的变化,以探讨膜脂与膜蛋白在高温胁迫下的交互作用.结果显示:蛋白脂质体光系统Ⅱ(PSⅡ)的放氧活性和光系统Ⅰ(PSⅠ)的耗氧活性随着PC比例的提高而增加,在PC与类囊体膜比例为4∶1(Lipid∶Chl,w/w)时达到最高,同时蛋白脂质体的吸收光谱和荧光光谱也呈上升趋势;在PC与类囊体膜重组比例为4∶1条件下,高温处理后的蛋白脂质体的PSⅡ放氧活性和PSⅠ耗氧活性显著大于未经重组的,其吸收光谱和荧光光谱峰值下降幅度低于未经重组的,且峰位基本没有变化.研究表明,PC可能通过增加结合天线的大小来促进蛋白脂质体对光能的吸收和能量从外周天线到PSⅡ和PSⅠ核心复合物的传递;在脂质体中,PC与类囊体膜的交互作用提高了PSⅡ和PSⅠ在高温胁迫下的光化学效率,增强了PSⅡ和PSⅠ的耐热性.     

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%。     

热诱导PS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,PS 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PS 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,CP43:chla660/661 chlaa:a代表吸收峰 、chla669、chla671、chla682/683;CP47:chla660/661、chla669、chla671/672、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.     

单半乳糖甘油二脂缺失对烟草光合特性的影响

以单半乳糖甘油二脂(MGDG)相对含量比野生烟草显著降低的突变体(M18)及野生型烟草为材料,通过对转基因烟草叶绿体类囊体膜的低温荧光、放氧活性以及叶片的叶绿素荧光分析,研究MGDG部分缺失对烟草叶片光合特性的影响。结果表明,在低温下(77K)MGDG部分缺失并不影响烟草叶绿素荧光发射峰(F683和F730)的位置,但使光系统Ⅱ(PSⅡ)及光系统Ⅰ(PSⅠ)的荧光发射峰的强度减弱,F683/F730比值降低,直接影响激发能在PSⅡ和PSⅠ之间的均衡分配,使叶绿素a和叶绿素b之间的能量传递受阻,降低光能转化效率;MGDG部分缺失使PSⅡ放氧活性下降了72.9%;转基因烟草叶绿素荧光参数中最大光化学效率(Fv/Fm)、暗适应最大荧光(Fm)、实际光化学效率(Yield)、光化学猝灭系数(qP)比野生型烟草分别降低了7%、49%、32%和18%,并以Fm降幅最大。研究证明,MGDG在维持植物叶绿体类囊体膜的功能,特别是PSⅡ的功能方面起着重要的作用。     

光系统II核心复合物的稳态荧光光谱(英文)

在 83K 和 160K 两个温度下,通过激发波长对荧光发射谱的影响研究了光系统II中核心复合物的荧光光谱特性。用不同波长的光激发,核心复合物的发射谱的最大发射峰值不变,用 480、489、495 和 507nm 的光分别激发核心复合物,其光谱最大峰值处的荧光强度随不同激发波长下β-胡萝卜素分子的吸收强度的增大而降低,在长波长区域光谱的变化依赖于首先被激发的色素分子。所以,激发波长的不同影响着核心复合物中能量传递的途径。通过高斯解析,分析出核心复合物中至少存在有 7组叶绿素a组分,它们是Chla660,Chla670,Chla680,Chla682,Chla684,Chla687和Chla690。     

菠菜和水稻细胞色素b-559的分离纯化及其光谱性质研究

采用一种快速简捷的方法从菠菜(Spinacia oleracea L.)和水稻(Oryza sativa L.)中分离纯化了光系统Ⅱ反应中心内的细胞色素b-559,并且研究了其低温可见光区荧光光谱、室温紫外区荧光光谱、吸收光谱以及电泳特性.该方法的主要特点:1.以放氧核心复合物为起始材料以避免其他细胞色素的干扰;2.选用DEAE-Sephacel为层析介质,用等度洗脱除去杂蛋白和叶绿素;3.用同一介质不同条件去除过量的去垢剂.从两种植物中分离纯化的Cyt b-559具有相似的吸收光谱,在非变性电泳中有相同的泳动特征.用修订的适用于分析小蛋白的Tricine-SDS-PAGE证明,从两种植物中分离得到的Cyt b-559都是由两个多肽亚基组成,它们的表观分子量分别为9 kD和4 kD.低温荧光光谱的结果表明,Crt b-559的荧光激发峰位为413nm和439 nm,荧光发射峰位在563 nm和668 nm,首次证明Cyt b-559可以发出荧光并将电子传递给叶绿素.首次通过Cyt b-559的紫外荧光光谱证明Trp残基位于该蛋白的疏水跨膜区内.