嗜热蓝藻层理鞭枝藻（Mastigocladus laminosus）藻胆体在解离过程中荧光发射光谱和光能传递的研究

研究了层理鞭枝藻藻胆体在不同浓度磷酸缓冲溶液中解离过程中荧光发射光谱的变化和光能传递。完整藻胆体的７７Ｋ荧光光谱中只有一个峰,位于６８５ｎｍ它是末端发射体（核心－膜连接多肽和别藻蓝蛋白－Ｂ）的荧光峰。部分解离藻胆体的荧光光谱的主峰位移至６５２ｎｍ：次峰位于６８５ｎｍ;６６０ｎｍ为一弱荧光发射肩。它们依次为Ｃ－藻蓝蛋白,末端发射体和别藻蓝蛋白的荧光。严重解离藻胆体的荧光主峰移６４４ｎｍ;次峰由６８５ｎｍ移至６８２ｎｍ;６６０ｎｍ荧光发射肩消失。这表明Ｃ－藻蓝蛋白所捕获的光能已不能传递给别藻蓝蛋白,但可传递给末端发射体洞时又表明Ｃ－藻蓝蛋白不仅与别藻蓝蛋白相连接而且还与末端发射体相连接。提出该藻胆体光能传递链如下：核心－膜连接多肽藻红蓝蛋白→Ｃ－藻蓝蛋白→别藻蓝蛋白别藻蓝蛋白－Ｂ     

螺旋藻(Spirulina Platensis)藻胆体的光谱特性和能量传递的研究

研究了螺旋藻藻胆体的吸收光谱,室温和液氮温度荧光发射光谱和激发光谱.完整藻胆体的室温荧光峰位于678nm,不完整藻胆体位于672nm.在完整藻胆体的液氮温度荧光光谱中只有一个发射峰,不完整藻胆作有两个峰.研究结果表明C-藻蓝蛋白与别藻蓝蛋白之间的连接和别藻蓝蛋白与别藻蓝蛋白-B之间的连接具有不同的稳定性;前者稳定性较差,易解离.对藻胆体内藻胆蛋白之间的光能传递进行了讨论.     

盐类对蓝绿藻光合特性的影响

藻胆蛋白是蓝绿藻的天线蛋白,由无色多肽连接,形成的一定结构叫做藻胆体,作为蓝绿藻的主要光能捕获器。一种分子量为90—120KD的无色多肽将藻胆体固着在类囊体膜表面,从而使吸收的光能可从藻蓝蛋白有效地传递给类囊体膜中光系统Ⅱ反应中心的叶绿素a3。为探讨在能量传递水平上藻胆体和类囊体膜之间的相互作用,我们研究了离子强度对蓝绿藻胆体和叶绿素a之间能量传递的影响。       

多变鱼腥藻(Anabaena variabilis)藻胆体——类囊体膜光能传递的研究

多变鱼腥藻(Anabaena variabilis)藻胆体一类囊体膜的吸收峰位于678,624,490,438和418nm.当用580nm波长光激发藻胆体一类囊体膜中藻胆蛋白时,室温荧光峰位于662nm,在680nm附近有一肩;液氮温度荧光峰位于655,666,695和730nm.这说明藻胆蛋白捕获的光能能有效地传给叶绿素a.当用436nm波长光激发藻胆体一类囊性膜中叶绿素a时,室温荧光峰(?)于683nm;液氮温室荧光峰在730nm,另一小峰在695nm.表明叶绿素a捕获的光能不能传递给藻胆蛋白.藻胆体一类囊体膜放氧速率为245μmoleO_2/小时,毫克叶绿素,电境照片显示在类囊体膜上有大量藻胆体.用0.3M蔗糖,O.05M磷酸缓冲溶液洗藻胆体一类囊体膜,能使藻胆体与类囊体膜分开.对藻胆体与类囊体之间的光能传递进行了讨论.     

多变鱼腥藻(Anabaena variabilis)藻胆体——类囊体膜光能传递的研究

多变鱼腥藻(Anabaena variabilis)藻胆体一类囊体膜的吸收峰位于678,624,490,438和418nm.当用580nm波长光激发藻胆体一类囊体膜中藻胆蛋白时,室温荧光峰位于662nm,在680nm附近有一肩;液氮温度荧光峰位于655,666,695和730nm.这说明藻胆蛋白捕获的光能能有效地传给叶绿素a.当用436nm波长光激发藻胆体一类囊性膜中叶绿素a时,室温荧光峰(?)于683nm;液氮温室荧光峰在730nm,另一小峰在695nm.表明叶绿素a捕获的光能不能传递给藻胆蛋白.藻胆体一类囊体膜放氧速率为245μmoleO_2/小时,毫克叶绿素,电境照片显示在类囊体膜上有大量藻胆体.用0.3M蔗糖,O.05M磷酸缓冲溶液洗藻胆体一类囊体膜,能使藻胆体与类囊体膜分开.对藻胆体与类囊体之间的光能传递进行了讨论.     

集胞藻6803藻胆体别藻蓝蛋白多克隆抗体的制备

藻胆体是蓝藻细胞主要的捕光天线色素超分子复合体,主要由核心体和外围的杆两部分组成,核心体主要由别藻蓝蛋白组装而成,参与光能向光合作用反应中心的传递.该研究通过PCR扩增出集胞藻6803别藻蓝蛋白α亚基(ApcA)编码基因apcA,构建表达质粒pET-32a(+)-apcA,并将其转入大肠杆菌BL21(DE3)pLysS菌株中;通过IPTG诱导表达重组蛋白,并利用组氨酸标签将可溶性目的蛋白进行亲和纯化后,免疫日本大耳白兔,从而获得多克隆抗体.间接ELISA法揭示ApcA抗体效价可高达1∶1 025 000;蛋白免疫印迹确定该抗体具有高度特异性.表明该研究成功制备了集胞藻6803藻胆体别藻蓝蛋白多克隆抗体,为进一步研究藻胆体的核心体在光能传递过程中所承担的重要生理角色奠定了生化基础.     

藻胆蛋白功能的研究

藻胆蛋白在藻类细胞中的主要功能是作为光合作用捕光色素系统。在蓝藻和红藻中,不同的藻胆蛋白形成高度有序的超分子复合体──藻胆体作为捕获光能的功能单位。另外,藻胆蛋白在细胞内还可以作贮存蛋白,以使细胞在缺氮的环境中能生存。由于藻胆蛋白与植物光敏素在形态、结构、组成以及光谱特征等方面均十分相似,而且在体外,可以诱导藻胆蛋白具有类似于植物光敏素的光化学特征。因此,我们推测藻胆蛋白与光敏素之间在功能上可能存在着某种关系,它们可能起源于同一祖先蛋白,在长期的进化中,两者的功能发生改变,但在一定的条件下,藻脂蛋白可能会行使类似于植物光敏素的功能。     

R—藻红蛋白三维结构研究

藻类的捕光系统是由棒状的藻胆体构成的,藻胆体又是由藻红蛋白、藻蓝蛋白和变藻蓝蛋白组成的。光能从藻红蛋白传递到藻蓝蛋白,再传递到变藻蓝蛋白,最后传递到光反应中心,其传递效率接近１００％。Ｒ－灌红蛋是藻红蛋白一种,它是多亚基,超大分子量的蛋白色素复合物。为了阐明光能传递的机理,我们使用Ｘ－射线晶体学的方法,对取自多管藻的Ｒ－藻红蛋白的三维结构进行了长期的研究并取得了一系列进展。首先,我们使用多对同晶转     

嗜热蓝藻层理鞭枝藻（Mastigocladus laminosus）藻胆体在解离过程中荧光发射光谱和光能传递的研究

研究了层理鞭枝藻胆体在不同浓度磷酸冲溶液中解离过程中荧光发射光谱的变化和光能传递,完整藻胆体的７７Ｋ荧光光谱中只有一个峰,位于６８５ｎｍ,它是末端发射体（核心－膜连接多肽和别蓝蛋白－Ｂ）的荧光峰,部分解离藻胆体的荧光光谱的主峰位移至６５２ｎｍ,次峰位于６８５ｎｍ;６６０ｎｍ为一弱荧光发射肩,它们依次为Ｃ－藻蓝蛋白,末端发射体和别藻蓝蛋白的荧光。严重解离藻胆体的荧光主峰移至６４４ｎｍ;次峰由６８５ｎ     

藻胆蛋白研究

藻胆蛋白是大量出现于红藻 (Ｒｈｏｄｏｐｈｙ ｔａ)、蓝绿藻 (Ｃｙａｎｏｐｈｙｔａ)和隐藻 (Ｃｒｙｐｔｏｐｈｙｔａ)中的捕光色素蛋白 ,主要包括藻红蛋白、藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白三种。藻胆蛋白把捕获的光能高效地传递给叶绿素 ,从而使海藻的光合作用得以发生[1] 。细菌、藻类和高等植物的光合作用的共同特征是具有很多“天线分子” ,这些“天线分子”吸收光能并通过非放射性过程将激发能传递到含有叶绿素的“反应中心” ,在红藻、蓝绿藻和隐藻中 ,藻胆蛋白就充当这种“天线分子”的角色。因此 ,最初的藻胆蛋白研究主要集中在探讨其光合作…     

螺旋藻（Spirulina platensis）藻胆体在解离过程中荧光发射光谱和光能传递的研究

对螺旋藻（Ｓｐｉｒｕｌｉｎａｐｌａｔｅｎｓｉｓ）藻胆体在室温和７７Ｋ处于不同浓度磷缓冲溶液和不同解离时间的荧光发射光谱进行了研究。藻胆体在０．９ｍｏｌ／Ｌ磷酸缓冲溶液中,由于没有发生解离,光能传递效率高,在７７Ｋ荧光发射光谱中只有一个峰,位于６８７ｎｍ,属于别藻蓝蛋白－Ｂ。当藻胆体悬浮在０．３ｍｏｌ／Ｌ磷酸缓冲溶液中１分钟,７７Ｋ荧光光谱的主峰出现在６８４ｎｍ．又出现６５５ｎｍ和６６６ｎｍ荧光峰,它们依次属子Ｃ－藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白。在２小时;６５５ｎｍ荧先峰成为主峰,６８４ｎｍ荧光峰为次峰,６６６ｎｍ荧光肩消失。这表明Ｃ－藻蓝蛋白所捕获的先能已不能传递给别藻蓝蛋白,但能传给别藻蓝蛋白－Ｂ。我们提出在螺旋藻藻胆体中存在两类Ｃ－藻蓝蛋白,一是与别藻蓝蛋白相连接,另一是与别藻蓝蛋白－Ｂ相连接。     

螺旋藻（Spirulina platensis）藻胆体在解离过程中荧光发射光谱和光能传递的研究

对螺旋藻（Ｓｐｉｒｕｌｉｎａｐｌａｔｅｎｓｉｓ）藻胆体在室温和７７Ｋ处于不同浓度磷缓冲溶液和不同解离时间的荧光发射光谱进行了研究。藻胆体在０．９ｍｏｌ／Ｌ磷酸缓冲溶液中,由于没有发生解离,光能传递效率高,在７７Ｋ荧光发射光谱中只有一个峰,位于６８７ｎｍ,属于别藻蓝蛋白－Ｂ。当藻胆体悬浮在０．３ｍｏｌ／Ｌ磷酸缓冲溶液中１分钟,７７Ｋ荧光光谱的主峰出现在６８４ｎｍ．又出现６５５ｎｍ和６６６ｎｍ荧光峰,它们依次属子Ｃ－藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白。在２小时;６５５ｎｍ荧先峰成为主峰,６８４ｎｍ荧光峰为次峰,６６６ｎｍ荧光肩消失。这表明Ｃ－藻蓝蛋白所捕获的先能已不能传递给别藻蓝蛋白,但能传给别藻蓝蛋白－Ｂ。我们提出在螺旋藻藻胆体中存在两类Ｃ－藻蓝蛋白,一是与别藻蓝蛋白相连接,另一是与别藻蓝蛋白－Ｂ相连接。     

R─藻红蛋白三维结构研究

藻类的捕光系统是由棒状的藻胆体构成的,藻胆体又是由藻红蛋白、藻蓝蛋白和变藻蓝蛋白组成的。光能从藻红蛋白传递到藻蓝蛋白,再传递到变藻蓝蛋白,最后传递到光反应中心,其传递效率接近100％。R─藻红蛋白是藻红蛋白的一种;它是多亚基,超大分子量的蛋白色素复合物。为了阐明光能传递的机理,我们使用X─射线晶体学的方法,对取自多管藻的R─藻红蛋白的三维结构进行了长期的研究并取得了一系列进展。首先,我们使用多对同晶置换法获得了R─藻红蛋白5A分辨率的结构,随后经过努力又获得了R─藻红蛋白2．8A中分辨率和1．9A高分辨率的结构,并首次解析了藻尿胆素的三维结构。我们通过对R─藻红蛋白三维结构的详细分析,对光能传递中的一些重要问题提出了自己的看法。该结构为我国有关藻类捕光蛋白的系列研究和光合作用机制研究打下了非常重要的基础。     

Cu~(2 )对蓝藻Spirulina maxima光合作用的抑制机理

Cu2 对S.maxima的生长和光合放氧均有抑制作用;高浓度Cu2 使藻细胞中藻胆体产生的特征光吸收和荧光显著下降,表明藻胆体是Cu2 作用位点之一。Cu2 可促使离体的藻蓝蛋白变性,使其光吸收和荧光减弱、荧光偏振度减小,而别藻蓝蛋白对Cu2 的作用不敏感。根据这些结果推测,Cu2 可能通过对藻胆体中的藻蓝蛋白的作用,抑制藻胆体的光能吸收和传递。     

钝顶螺旋藻中一种新的模型藻胆体

以钝顶螺旋藻为材料 ,分离得到完整的藻胆体 ,然后用扫描隧道显微镜(STM)对其结构进行研究 .结果表明钝顶螺旋藻藻胆体的结构与传统的半圆盘状结构模型不同 ,藻胆体的杆不是排列在同一平面内 ,而是呈放射状向空间的各个方向伸展 ,藻胆体的直径为 70nm左右 ,杆的长度为 5 0nm左右 ,并且可清楚地观察到藻胆体的杆中圆盘状的藻胆蛋白面对面的聚集在一起 .从藻胆体LB膜的STM图像中也观察到了相同的结果 .藻胆体解离之后 ,STM图像中没有完整藻胆体的结构特征 ,进一步证实前面得到的是完整藻胆体的STM图像 .Chang等人用计算机模拟方法构建了这种放射状结构的藻胆体的理论模型 ,首次用扫描隧道显微镜从三维实空间直接观察到钝顶螺旋藻中这种结构模型的藻胆体的存在 ,并对这种放射状模型的藻胆体的功能进行了讨论 .     

海洋红藻多管藻R—藻红蛋白的体外聚集特性

将海洋红藻R 藻红蛋白 (R PE)吸附到刚揭开的高定向石墨 (HOPG)表面上 ,然后用扫描隧道显微镜 (STM)在纳米尺度上进行直接观察 ,发现纯化的R 藻红蛋白在体外自然聚集时 ,能够“面对面”的聚集在一起 ,形成非常规则的类似藻胆体的杆状结构。将R PE溶于 2 %酒精 /水的混合液中 ,然后滴加于空气 /水界面上 ,具有很好的成膜性能。STM观察结果表明 ,R PE的分子在Langmuir Blodgett膜中的排列方式与其在自然状态下的聚集方式类似 ,圆盘状的R PE分子面对面的聚集在一起形成类似藻胆体的杆状结构 ,这些“杆”状结构进一步聚集在一起形成膜。以上结果表明 ,藻胆蛋白分子在体内以藻胆体的形式存在 ,除了连接肽的作用之外 ,藻胆蛋白自身的结构特性而导致的分子与分子之间的相互作用 ,在藻胆体的组装过程中也起着重要的作用     

R-藻红蛋白介导的光敏反应对DNA分子的生物学效应

藻红蛋白(phycoerythrin, PE)是海藻中的重要捕光色素蛋白,具有强荧光性,易溶于水.在藻体内能将捕获的光能传递给光合反应中心; 在体外则能将光能传递给周围环境中的氧分子,产生如单线态氧等活性氧组分,可用来介导光动力效应治疗癌症.将纯化的藻红蛋白加入到瘤细胞培养基中,数小时后,采用488 nm波长的氩离子激光辐照,MTT法检测细胞存活数,计算细胞存活率. ³H-TdR掺入实验观察细胞DNA的合成.结果表明,藻红蛋白介导的光动力反应能够有效地抑制肿瘤细胞DNA合成并杀伤癌细胞.随着藻红蛋白浓度增加,DNA合成下降,瘤细胞存活率降低.将藻红蛋白加入到pUC18质粒溶液中,随之进行激光辐照,琼脂糖电泳结果可见pUC18构象由超螺旋（supercoiled）向带切口的环形构象(relax)转换.结果提示：通过改变或影响DNA构象,抑制细胞DNA合成可能是藻红蛋白介导肿瘤光动力治疗的途径之一.     

藻胆蛋白

本文扼要介绍了藻胆蛋白的种类、组成和性质,讨论了藻胆蛋白及其超分子聚集体－藻胆体的结构与功能的关系,并就藻胆蛋白的分子生物学近况和合成调控进行了综述,最后提出了藻胆体组分的分子进化模式。     

多管藻中R-藻蓝蛋白能量传递途径及动力学

以蛋白亚基复性技术和皮秒级时间分辨荧光光谱,研究海洋红藻多管藻中R－藻蓝蛋白（R－PC）单体和三聚体内能量传递过程。利用亚基复性技术对分离后的β亚基复性,以R－藻蓝蛋白单体和β亚基之间的差谱获得α亚基的吸收光谱。皮秒级时间分辨三维谱图（时间、波长和强度）直观地显示出藻红胆素发色团向藻蓝胆素发色团的能量传递;根据时间分辨测量结果的组份解析,对R藻蓝蛋白单体和三聚体内能量传递途径和相关传递参数进行了指认和讨论;对观察到的单体与三聚体能量传递组份特性的差别提出了解释。与C－藻蓝蛋白光谱对比,R－藻蓝蛋白独特的色团组成使其更有效地捕获与传递光能。     

发菜藻胆体的分离和光谱特性的研究

完整藻胆体和不完整藻胆体的吸收峰都在618nm。完整藻胆体的室温荧光峰位于670nm以上,而不完整藻胆体则在670nm以下。完整藻胆体的77K荧光发射光谱中只有648nm一个荧光发射带;而在不完整藻胆体,则有2个或3个发射带,它们位于684nm,666nm和648nm,依次属于别藻蓝蛋白-B,别藻蓝蛋白和C-藻蓝蛋白的荧光。