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.     

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。     

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。     

藻胆蛋白的分离纯化研究进展

藻胆蛋白(phycobiliprotein,PBP)的生物活性使其具有广泛的应用前景,藻胆蛋白的分离纯化一直是国内外的研究热点.综述了近年来国内外藻胆蛋白的分离纯化进展,主要包括提取原料、细胞破碎法和分离纯化3个方面.     

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     

叶绿素缺失和异养生长对盐藻Synechocysitis Sp PCC6803藻胆蛋白含量影响

通过遮黑培养缺失frxC基因的蓝藻Synechocystis sp.PCC 6803突变工程株,获得了叶绿素缺失的藻细胞,吸收光谱测定及数学计算表明,藻细胞中叶绿素缺失后藻胆蛋白含量增加,藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白含量分别为相同条件下野生株对照组的4倍和6倍。野生株遮黑培养时,细胞进行异养生长, 藻胆蛋白含量下降,藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白含量分别为光照培养条件下自养生长的野生株细胞的34.5％和25.3％。另外,缺失apcE基因的突变工程株细胞的藻胆蛋白含量也少于对照野生株,表明apcE基础因的编码蛋白Lcm与藻胆蛋白的含量相关。     

蓝藻藻胆体的体外组装研究进展

光合作用的第一步是高效地捕获和传递光能.藻胆体位于蓝藻和红藻细胞的类囊体膜外朝向基质一侧,结构上主要由藻胆蛋白和连接蛋白构成,且功能上以不低于98%的效率捕获和传递光能至PSⅡ.3种类型的藻胆蛋白单体的结构类似,由于含有不同数目和种类的色素分子以及藻胆蛋白结构的细微差别导致光能最大吸收波长不同.藻胆蛋白以不同寡聚形式,加上连接蛋白的作用,依靠氢键和极性相互作用,自发组装为高度有序的完整藻胆体结构.科学家尝试体外合成和组装藻胆体,但目前只达到三聚体形式,六聚体及更高级组装远未解决.本文主要从生物组合合成的角度,综述了体外从头合成和组装完整藻胆体的历程和进展,并展望了迄今完成的最高级别的重组别藻蓝蛋白三聚体的应用.     

藻胆体结构与功能的研究概况

与隐藻及甲藻不同,蓝藻和红藻中的藻胆蛋白并非独立地行使能量吸收与传递的功能,而是通过连接多肽将不同类型的藻胆蛋白按照一定的次序组合在一起,形成高度有序的超分子复合体——藻胆体,存在于光合膜的表面,作为光合作用能量吸收与传递的功能单位。藻胆体分子量的范围介于7×106至15×106道尔顿之间,形状及大小与藻的种类密切相关。       

优化培养基增加层理鞭枝藻藻胆蛋白产量

藻胆蛋白(phycobiliprotein)是蓝藻和红藻藻胆体的组成部分,是光合作用集光复合体的组成部分,一般由α和β亚基构成,每个亚基含1～4个辅基色素,从而使藻胆蛋白具有特定的光谱吸收性质。根据这些吸收光谱性质,可以将藻胆蛋白分为:别藻蓝蛋白(APC)、藻蓝蛋白(PC)和藻红蛋白(PE)等,在某些缺乏PE而有异形胞的蓝藻中存在充当PE天线捕光功能的藻红蓝蛋白(PEC)〔1〕。藻胆蛋白可用于天然食用色素、化妆品色素和制药行业,还可作为免疫检测、荧光显微技术和流式细胞荧光测定法技术方面的荧光探针。特别是本工作研究的层理鞭枝藻(简称M.laminosu…     

发菜藻胆体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。