高等植物光系统Ⅱ捕光色素蛋白复合体结构与功能研究的新进展

在系统的命名的基础上对高等植物光系统Ⅱ捕光色素蛋白复合体（ＬＨＣⅡ）的结构和功能研究的新进展进行了介绍,并对研究中存在的问题进行了讨论。     

PSⅡ反应中心与捕光天线系统之间的能量传递研究

光合作用的核心问题之一是光合作用的原初反应,即光能的高效吸收、转化和传递的机理。由于PSⅡ与水裂解、氧释放密切相关,因此,PSⅡ反应中心原初反应和能量传递的机理研究具有重要的理论意义。最近,PSⅡ捕光天线复合物以及细菌外周天线复合物的三维空间结构被揭示,反应中心及捕光天线的能量传递规律日益成为新的研究热点之一。近年来,国际上许多实验室采用时间分辨荧光光谱和吸收光谱等技术,利用不同层次的样品,对PSⅡ的原初反应包括能量传递过程的动力学性质进行了研究。但是,不同实验室得到的动力学数据以及对实验数据的解释都存在较大差异。我们实验     

管藻目绿藻刺松藻PSⅡ捕光复合物多肽结构分析

对管藻目绿藻刺松藻(Codium fragile (Sur.) Hariot.)的4种主要的捕光复合物LHCP1-3和LHCP3′的多肽组成和相互关系进行了研究.LHCP1在SDS-PAGE中主要呈现34.4、31.5、29.5、28.2和26.5 kD 5种多肽,其中34.4和31.5 kD多肽是高等植物所没有的;LHCP3含有LHCP1中除了34.4 kD多肽以外的其他4种多肽,而LHCP3′只含有28.2和26.5 kD两种多肽.若LHCP1不经处理直接进行SDS-PAGE,发现较易从LHCP1上脱落的是34.4、28.2和26.5 kD多肽,这表明它们可能位于较外侧,而31.5和29.5 kD多肽则靠近核心;28和26 kD两种多肽常出现在刺松藻的中心复合物CPa中,可能是与CCⅡ结合最为紧密的LHCⅡ多肽.根据上述结果提出了1个LHCP1多肽结构关系示意图.     

管藻目绿藻刺松藻PSⅡ捕光复合物多肽结构分析

对管藻目绿藻刺松藻 (Codiumfragile (Sur.)Hariot.)的 4种主要的捕光复合物LHCP1-3 和LHCP3′的多肽组成和相互关系进行了研究。LHCP1在SDS_PAGE中主要呈现 34 .4、31.5、2 9.5、2 8.2和 2 6 .5kD 5种多肽 ,其中 34 .4和31.5kD多肽是高等植物所没有的 ;LHCP3 含有LHCP1中除了 34 .4kD多肽以外的其他 4种多肽 ,而LHCP3′只含有2 8.2和 2 6 .5kD两种多肽。若LHCP1不经处理直接进行SDS_PAGE ,发现较易从LHCP1上脱落的是 34 .4、2 8.2和2 6 .5kD多肽 ,这表明它们可能位于较外侧 ,而 31.5和 2 9.5kD多肽则靠近核心 ;2 8和 2 6kD两种多肽常出现在刺松藻的中心复合物CPa中 ,可能是与CCⅡ结合最为紧密的LHCⅡ多肽。根据上述结果提出了 1个LHCP1多肽结构关系示意图     

综述: 植物光系统Ⅱ捕光过程的超分子结构基础

光系统Ⅱ(photosystem Ⅱ,PSⅡ)是位于植物、藻类和蓝细菌等放氧光合生物类囊体膜上的重要超分子复合物,它可通过捕获光能用于激发反应中心的电荷分离并驱动电子传递过程,在常温常压下可将水分子裂解产生氧气和质子．植物光系统Ⅱ的外周存在主要和次要捕光复合物Ⅱ(major and minor light-harvesting complex Ⅱ,LHCⅡ),它们负责吸收光能并向光系统Ⅱ传递激发能,并且还参与非光化学淬灭和状态转换相关的捕光调节过程．近年来,围绕光系统Ⅱ和LHCⅡ的结构生物学研究取得了一系列重要进展,本文总结了PSⅡ、LHCⅡ和二者共同组成的PSII-LHCII超级复合物的结构生物学研究历程以及最新进展,并对该领域的未来研究方向做出展望．     

复水对玉米光系统Ⅱ捕光叶绿素a／b—蛋白复合体的影响

研究了水分胁迫再复水后玉米（ＺｅａｍａｙｓＬ．）叶片中光系统Ⅱ捕光叶绿素ａ／ｂ蛋白复合体（ＬＨＣⅡ）的构象和其含量的变化。培养１０ｄ的玉米幼苗在停止灌水４８ｈ或７２ｈ后,恢复灌水并继续培养２４ｈ。此时叶片水分均能恢复到对照水平。７２ｈ的水分胁迫使得ＬＨＣⅡ的叶绿素和辅基蛋白的含量以及编码ＬＨＣⅡ的基因的转录本水平严重下降,而在复水２４ｈ后这些含量都没有恢复到对照水平。ＬＨＣⅡ在类囊体膜上的构象在７２ｈ水分胁迫处理时也受到严重影响,２４ｈ复水后构象对水分的响应较敏感,而其组分的代谢和基因表达是一个较长期的响应。     

高等植物光系统Ⅱ捕光色素蛋白复合体结构与功能研究的新进展

在系统命名的基础上对高等植物光系统II 捕光色素蛋白复合体（LHCII）的结构和功能研究的新进展进行了介绍,并对研究中存在的问题进行了讨论。     

毛竹扩展蛋白基因的鉴定及其表达分析

为全面了解毛竹中扩展蛋白的分子特征和表达模式,本研究利用生物信息学方法在毛竹基因组中共鉴定出43个扩展蛋白基因家族成员,属于4个亚家族（EXPA、EXPB、EXLA和EXLB）,分别包含18、17、7和1个成员,分布在37个Scaffold上。除PeEXPA1没有内含子和PeEXLB1含有11个内含子外,其它毛竹扩展蛋白基因的内含子为1~5个。毛竹扩展蛋白基因编码蛋白长度为91~508个氨基酸,所有的氨基酸都具有高频密码子,大部分蛋白为碱性亲水性蛋白。大部分毛竹扩展蛋白二级结构中β转角占比例最少,而β折叠占比例最大,各亚家族多数成员具有类似的三级结构。qRT-PCR结果表明,18个EXPA亚家族成员在不同组织表达存在明显差异,除PeEXPA2、PeEXPA6外其它基因表达的最高值均出现在叶片中,表明它们可能在叶片生长过程中发挥着重要作用。     

水分胁迫对小麦捕光色素蛋白复合物的影响

棉农４号春小麦幼苗（Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｕｖｕｍ Ｌ．ｅｖ ．Ｍｉａｎｎｏｎｇ Ｎｏ．４）经一０．５ＭＰａ ＰＥＧ溶液渗透胁迫２４、４８和７２ｈ,使叶片分别受到轻蔗、中度和重度的水分胁迫。在渐进水分腔迫条件下,叶绿体类囊体膜中光系统Ⅱ捕光色素蛋白得合物（ＬＣＨ Ⅱ）的各组分含量发生了不同变化。对类囊体纱蛋白复合物进行的温和电泳结果显示,在轻度水分胁迫（２４ｈ）时,明轻度水分胁迫对其有诱导作     

光系统Ⅱ超分子复合物的放氧活性分析

以高等植物大量捕光色素蛋白复合物(major light harvesting complex Ⅱ,LHCⅡb)对光系统Ⅱ(photosystem Ⅱ,PSⅡ)放氧活性的影响为研究对象,从豌豆类囊体膜中分步提取出三种PSⅡ蛋白复合物,结合电泳和光谱分析,鉴定出三种复合物的主要区别是LHCⅡb含量不同.对于三种PSⅡ色素...     

高等植物光系统II捕光色素蛋白复合体结构与功能研究的新进展

在系统命名的基础上对高等植物光系统II捕光色素蛋白复合体 (LHCII)的结构和功能研究的新进展进行了介绍 ,并对研究中存在的问题进行了讨论。     

菠菜光系统Ⅱ天线组分CP29的分离及其性质

菠菜放氧的光系统Ⅱ（ＰＳⅡ）核心复合物经０．８ｍｏｌ／Ｌ Ｔｒｉｓ（ｐＨ８．０）洗涤后,用温和的非离子去垢剂ＤＭ和高浓度的ＬｉＣｌＯ４增溶,再经ＤＥＡＥ－Ｔｏｙｏｐｅａｒｌ－６５０Ｓ离子交换柱层析分离,可得到ＰＳⅡ天线组分中的叶绿素α／ｂ结合蛋白（ＣＰ２９）。ＳＤＳ－ＰＡＧＥ显示一条３０ｋＤ蛋白质带。根据Ａｒｎｏｎ法和Ｍａｒｋｗｅｌｌ法的结果表明,每个蛋白质分子结合有７～８个分子的叶绿素α和２～３     

光系统Ⅱ捕光复合体飞秒时间分辨荧光特性的研究

采用时间分辨荧光光谱技术研究了菠菜（Spinacia oleracea L.）叶绿体叶捕光色素复合体（LHC Ⅱ）荧光的时间特性和光谱特性。用脉宽为120fs、波长为400nm的倍频钛宝石激光激发LHCⅡ样品;原始荧光信号由Boxcar采集,通过建立多指数模型,用非线性最小二乘法拟合,得到了激发能在LHCⅡ中传递的时间常数分别为：320fs、4.0ps和20.0ps。相对应的各组分荧光占总荧光的非分比分别为：3.4%、50.0%和46.6%。经全局分析,解得荧光强度随波长变化曲线;用高斯3峰解叠得到荧光光谱的峰值波长分别为：652nm、672nm和691nm。通过分析得出了时间常数与LHCⅡ中各色素成分之间的对应关系,并给出了可能的能量传递模型。     

植物光系统Ⅱ放氧复合体外周蛋白结构和功能的研究进展

光合放氧是植物光系统Ⅱ(PSⅡ)的重要功能之一.PSⅡ的放氧反应主要是由PSⅡ氧化侧的4个锰原子组成的锰簇催化的.在类囊体膜的囊腔侧还结合有若干个外周蛋白,对放氧反应起着重要作用.文章总结了植物光系统Ⅱ外周蛋白的结构和功能研究方面的最新进展.     

植物光系统Ⅱ放氧复合体外周蛋白结构和功能的研究进展

光合放氧是植物光系统Ⅱ（PSⅡ）的重要功能之一。PSⅡ的入氧反应主要是由PSⅡ氧化侧的4个锰原子组成的锰簇催化的。在类囊体膜的囊腔侧还结合有若干个外周蛋白,对放氧反应起着重要作用。文章总结了植物光系统Ⅱ外周蛋白的结构和功能研究方面的最新进展。     

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。     

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。     

菠菜和黄瓜光系统Ⅱ捕光叶绿素a／b蛋白质复合体的比较研究

用菠菜（Ｓｐｉｎａｃｉａ ｏｌｅｒａｃｅａ Ｍｉｌｌ．）和黄瓜（Ｃｕｃｕｍ ｉｓｓａｔｉｖｕｓＬ．）叶片的叶绿体制备出光系统Ⅱ捕光叶绿素ａ／ｂ 蛋白质复合体（ＬＨＣⅡ）,并对这两种ＬＨＣⅡ的聚合状态的Ｃｈｌａ／ｂ 值、光谱特性以及多肽组分进行了比较研究。实验结果表明,菠菜ＬＨＣⅡ的Ｃｈｌａ／ｂ 为１．３３,黄瓜ＬＨＣⅡ的Ｃｈｌａ／ｂ 为１．１７。其光谱特性说明黄瓜的ＬＨＣⅡ更富含Ｃｈｌｂ。它们的多肽组分存在着明显差异,菠菜的ＬＨＣⅡ含有２７ ｋＤ和２５ ｋＤ ２个多肽,而黄瓜的ＬＨＣⅡ只含有２７ ｋＤ １个多肽,这表明２５ ｋＤ多肽含有较少的Ｃｈｌｂ。叶绿素蛋白质复合体的分析结果表明,菠菜ＬＨＣⅡ的单体、二聚体及三聚体均由２个多肽组成;而黄瓜的ＬＨＣⅡ不同聚合状态均由１个多肽组成     

锰簇对光系统Ⅱ蛋白二级结构的影响及其与光抑制的关系

用羟胺将光系统Ⅱ中的锰去除后,可导致光系统Ⅱ的蛋白二级结构组成发生变化,表现在α－螺旋成分的减少及转角和折叠成分的增加。将锰重组进光系统Ⅱ后,蛋白的二级结构不能恢复,并导致转角和折叠成分向无规卷曲转化。去锰后的光系统Ⅱ所发生的由供体侧电子传递受阻引起的光抑制,会在短时间内引起蛋白的构象变化。但锰重组后其在光抑制下的构象变化与正常样品相似,说明此时供体侧的电子传递得到部分恢复,光抑制部分地转移到受体侧。