寡霉素在叶绿体中的作用部位

寡霉索可抑制光下DTT激活的Mg~(2 )-ATP酶活力并促进质子流出,这两种效应对温度的反应相似,并受膜能化状态的影响。 寡霉素对在光下以胰蛋白酶激活的叶绿体膜上Mg~(2 )-ATPase和脱离了膜的Ca~(2 )-ATPase都有抑制作用,但对经NEM修饰的叶绿体膜上Mg~(2 )-ATPase活力没有影响,且其促进质子流出的效应也消失,在暗中经胰蛋白酶活化的Ca~(2 )-ATPase对寡霉素不敏感。由此推断寡霉素抑制光激活的ATPase和促进质子流出的效应是光引起膜能化导致CF_1变构,γ亚基暴露,而使寡霉素能与之结合的结果,因此寡霉素在叶绿体上的作用部位是在CF_1中,而与线粒体在F_0上有所不同。     

寡霉素对叶绿体质子传导的作用

在叶绿体中,寡霉素具有加速类囊体内部质子(H~ in)流出的作用,相应地加速光合磷酸化高能态的暗衰变;寡霉素完全不能恢复叶绿体残缺膜在光下形成膜内外质子浓度梯度的作用,它对H~ in流出的加速,不是由于对类囊体膜透性的影响,而是影响于ATP酶复合体的质子传导。由于这种加速作用,导致类囊体在光下形成的膜内外质子浓度梯度的降低,从而抑制了光合磷酸化活力。 可溶性的CF_1经用DTT或胰蛋白酶活化后所表现出的Ca~( )ATP酶活力对寡霉素敏感不同,DTT活化者受寡霉素的抑制,而胰蛋白酶活化者则不敏感。说明它的作用部位是在CF_1上而不在CF_0上,而且可能与胰蛋白酶活化时切去的多肽有关。 寡霉素对电子传递有一抑制作用部位,但其作用较轻微。     

质体醌在两个光系统激发能分配中的功能

用非极性有机溶剂正己烷抽提菠菜类囊体膜,Mg~(2+)调节激发能在两个光系统间的分配效率降低:向抽提过的类囊体膜加入人工合成的PQ类似物PQ_2,有部分恢复Mg~(2+)对能量分配的调节作用,但对类囊体膜表面静电性质不产生影响.向非抽提的类囊体膜加入二溴百里香醌(DBMIB),一种抑制PQ氧化的抑制剂,同样发现DBMIB抑制Mg~(2+)调节激发能分配的效率,但对类囊体膜表面静电性质也不发生影响.以上实验结果表明,PQ对Mg~(2+)诱导激发能在两个光系统间的分配具有调节作用.这种调节作用不依赖于类囊体膜的表面电荷变化,而与PQ的氧化还原状态密切相关.     

关于阳离子诱导光合激发能分配改变的机理研究:23—25KD多肽在Mg~(2+)诱导Chla荧光及类囊体膜表面电荷变化中的作用

暗中培养的黄化大麦苗在25℃用连续光照射48小时,其转绿质体明显地呈现出Mg~(2+)诱导Chla低温荧光F_(685)/F_(736)比值增高和类囊体膜电泳迁移率下降,而且这两种效应具有良好的相关性.此外,利用在照光开始时,加入蛋白质合成抑制剂CAP处理所得到的转绿质体,进行了同样的实验观察,发现这种转绿质体无Mg~(2+)诱导Chla荧光及膜表面电荷改变的效应.用常规的SDS—PAGE进行类囊体膜的多肽分析表明,这种转绿质体亦缺少LHC—PSⅡ23—25KD多肽成分.这些实验结果证明,LHC—PSⅡ23—25KD多肽成分是阳离子结合的特异性部位.文中讨论了Mg~2+)对LHC—PSⅡ的静电中和作用所引起的膜空间或构型的改变,可能是阳离子诱导激发能在两个光系统之间分配变化的重要原因.     

多粘菌素B对光合磷酸化的促进作用

多粘菌素B在低浓度的磷酸盐存在下,抑制光合磷酸化和电子传递,但在较高浓度的磷酸盐存在下,却能促进光合磷酸化和提高P/O值。多粘菌素B在促进光合磷酸化时与无机磷酸之间存在着类似竞争的关系,并显示出能增加叶绿体的毫秒延迟发光和用中性红表示的类囊体膜内外的pH变化,多粘菌素B亦能促进光下的ATP_P_j交换。根据上述实验结果;我们推测多粘菌素B在类囊体膜上可能有两个作用部位,一个在类囊体膜上,另一个在偶联因子(CF_1)的β亚单位上。     

低温弱光下类囊体腔内质子由CF_0渗漏引起黄瓜类囊体耦联度降低

毫秒延迟发光测定结果表明低温弱光处理黄瓜叶片导致类囊体原位 (in situ)耦联度显著降低。DCCD可以恢复低温弱光处理的黄瓜叶片的毫秒延迟发光的慢相强度和反映类囊体膜质子吸收的 9- AA(9- Aminoacridine)荧光猝灭能力 ,说明类囊体耦联度降低的原因是质子由 CF0 大量快速渗漏。进一步研究结果表明 ,活性氧和 CF1的脱落不是低温弱光引起黄瓜类囊体耦联度降低的根本原因。     

金霉素促进光合磷酸化机理的再探

在叶绿体经TPCK—trypsin光下修饰后,电子传递加速、磷酸化解联、膜上偶联因子Mg~(2+)—ATP酶活力促进的条件下,用金霉素处理叶绿体,能降低TPCK—trypsin 对磷酸化的解联程度,部分降低膜上Mg~(2+)—ATP酶的激活。在NEM及TPCK—trypsin共同存在时,金霉素处理仍能部分恢复磷酸化活力。进一步证明了金霉素是作用在偶联因子上的γ亚单位或其邻近部位,使之减少能量耗散而提高磷酸化活力.     

NaN3对叶绿体Mg^2＋—ATPase的抑制作用再探

ＮａＮ３能抑制新鲜菠菜叶片叶绿体经ＤＴＴ和光激活的Ｍｇ＾２＋－ＡＴＰａｓｅ活力。这种抑制属非竞争性抑制。ＮａＮ３还能降低新鲜菠菜叶片叶绿体的反映光合磷酸化高能态的毫秒延迟发光和减少反映类囊体膜质子吸收变化的叶绿体的９－氨基吖啶的荧光猝灭。菠菜叶片经低温贮存几天后其叶绿体的超微结构发生变化,ＮａＮ３对绿体的上述影响就消失或基本消失。本实验指出ＮａＮ３是新鲜叶片叶绿体Ｎ＋－ＡＴＰａｓｅ的一个强有力的抑     

温州蜜柑叶片光合作用光抑制的保护机理

晴天条件下,使用便携式调制荧光仪和分光光度计观察了温州蜜柑叶片光合作用光抑制发生过程中几个主要荧光参数（初始荧光F0、最大荧光Fm、PSⅡ的光化学效率Fv/Fm、非光化学猝灭qN及其快相qNf和慢相qNs）、电子传递速率（ETR）和玉米黄素相对含量的日变化,结果表明,随着光强的增强,ETR、qN及其qNr与qNs以及玉米黄素相对含量升高,Fv/Fm、Fm和F0下降。用DTT处理后,qNs较对照明显下降,F0较对照明显上升,可以认为,柑橘在光合作用日变化中存在依赖于叶黄素循环和类囊体膜质子梯度两种非辐射能量耗散方式,而且它们在防御光破坏方面起着重要作用。     

多粘菌素B对类囊体膜上M_g~(2+)-ATPase功能的影响及其作用部位

多粘菌素B抑制类囊体膜上的Mg~(2+)-ATP酶活力,且其部分抑制作用受控于高能态。如将酶反应速度和[Mg~(2+)ATP]的浓度作双倒数图,则可观察到多粘菌素B和[Mg~(2+)ATP]浓度之间存在着类似竞争的关系。再经用多粘菌素B抑制游离的β亚单位的活力。证明多粘菌素B在偶联因子上的作用部位是在β亚单位上。     

Na_2SO_3对不同状态CF_1－ATPase活力的促进作用

Ｎａ２ＳＯ３对ＣＦ１－ＡＴＰａｓｅ活力的促进作用与酶所处状态有关。ＣＦ０降低ＣＦ１对Ｎａ２ＳＯ３的亲和力和Ｎａ２ＳＯ３促进的最大反应速率。在Ｎａ２ＳＯ３作用下,膜上ＣＦ１－ＡＴＰａｓｅ的活化能高于游离的。膜上和游离ＣＦ１－ＡＴＰａｓｅ的γ亚基上二硫键的还原可以提高Ｎａ２ＳＯ３对酶活力的促进作用。Ｎａ２ＳＯ３对甲醇活化的ＣＦ１－ＡＴＰａｓｅ活力的促进作用只有在甲醇活化的亚适浓度下才能充分表现出来。Ｎａ２ＳＯ３对Ｍｇ２＋抑制的解除作用因ＣＦ１－ＡＴＰａｓｅ处于不同活化状态而不同。     

Effects of Crosslinking Agent-DFDNB on Energy-transducing Reactions of Chloroplast Thylakoid Membrane Proteins

The effects of crosslinking agent-DFDNB (difluoro dinitro benzene) on functions of chloroplast thylakoid membrane proteins were investigated. DFDNB inhibited activities of PSP and membrane-bound ATPase in chloroplasts. It decreased proton uptake of light-inducted chloroplast thylakoids and the relative value of fluorescence quenching of 9-aminoacridine, and inhibited the rate of fast electrogenic phase of absorption change at 515 nm in chloroplasts. In addition, the isolated CF1-ATPase was crosslinked with DFDNB. The pattern of polymers of crosslinked CF1-ATPase was observed on SDS-PAGE.     

盐胁迫对大麦叶片类囊体膜组成和功能的影响

盐胁迫下大麦叶片类囊体膜蛋白和叶绿素含量以及对绿素a／叶绿素b、磷脂／膜蛋白和膜脂结合半乳糖／膜蛋白的比值下降,膜脂中亚麻酸（18：3）摩尔百分数上升,不饱和指数上升,类囊体膜H －ATPase活性先升后降,希尔反应一直呈较高活性。类囊体膜组分和功能的变化可能与植物盐适应有关。     

Dimerization constant and single-channel conductance of Gramicidin in thylakoid membranes

Summary The effect of the pore-forming antibiotic gramicidin on pure lipid membranes is well characterized. We studied its action in protein-rich thylakoid membranes that contain less than 25% (wt/wt) acyl lipids. A transmembrane voltage was induced by flashing light, and its decay was measured and interpreted to yield the distribution of gramicidin over thylakoids, its dimerization constant and its single-channel conductance in this membrane. The distribution of gramicidin over the ensemble of thylakoids was immediately homogeneous when the antibiotic was added under stirring, while it became homogeneous only after 20 min in a stirred suspension that was initially heterogeneous. The dimerization constant, 5×10¹⁴ cm²/mol, was about 10 times larger than in pure lipid membranes. This was attributed to the upconcentration of gramicidin in the small fractional area of protein free lipid bilayer and further by a preference of gramicidin for stacked portions of the membrane. The latter bears important consequences with regard to bioenergetic studies with this ionophore. As gramicidin was largely dimerized from a concentration of 1 nm (in the suspension) on, the membrane's conductance then increased linearly as a function of added gramicidin. When the negative surface potential at the thylakoid membrane was screened, the conductance of a single gramicidin dimer agreed well with figures reported for bilayers from neutral lipid (about 0.5 pS at 10 mm NaCl). The modulation of the conductance by the surface potential in spinach versus pea thylakoids and between different preparations is discussed in detail.We would like to thank Ms. H. Kenneweg for photographs. financial support by the DFG (SFB 171/B3) is gratefully acknowledged.This paper is dedicated to the Late Prof. Peter Läger.     

亚硫酸氢钠在低光强下对叶绿体循环光合磷酸化的促进作用

我们在70年代曾发现喷洒低浓度的亚硫酸氢钠能提高多种作物叶片的光合作用速率(沈允钢等1980)。近年来,谭实和沈允钢(1987)观察到喷洒低浓度的亚硫酸氢钠不但能增加作物叶片的光合作用速率,而且同时增加其呼吸作用速率,并初     

根施甜菜碱对干旱胁迫下小麦幼苗类囊体膜组分和功能的影响

干旱胁迫造成两小麦品系类囊体膜上的单半乳糖脂甘油二酯(MGDG)、双半乳糖脂甘油二酯(DGDG)、磷脂酰胆碱(PG)以及叶绿素含量显著下降,甜菜碱预处理能缓解这些组分的下降.干旱胁迫下,抗旱型小麦品系HF9 70 3的硫代异鼠李糖甘油二酯(SQDG)、反式十六碳-烯酸[16:1(3t)]含量显著上升,MGDG中亚麻酸(18:3)相对含量显著下降;而干旱敏感型品系SN215953则表现为SQDG、16:1(3t)含量显著下降,MGDG中脂肪酸变化不明显,这可能是两个小麦品系抗旱性差异的重要原因之一;甜菜碱处理能显著减小干旱处理与对照之间的差异,且对SN215953的作用较HF9703大.另外,干旱胁迫引起类囊体膜上Ca2 -ATPase活性、Hill反应活性及叶片净光合速率下降,外源甜菜碱能缓解其下降趋势.     

大麦根细胞质膜Ca~(2+)-ATP酶和Ca~(2+)转运系统的特性

用大麦质膜微囊研究细胞质膜 Ca~(2+)转运过程,发现质膜 Ca~(2+)—ATP酶在反应系统中不存在Mg~(2+)时可正常表现活性。跨膜Ca~(2+)转运按其对Mg~(2+)的需求可分为两个过程,一个是不需Mg~(2+)的、具高Ca~(2+)亲和力和较低的转运能力;另一个则是需Mg~(2+)的、具低Ca~(2+)亲和力和较高的转运能力。前者的动力学特征与Ca~(2+)—ATP酶相近,而后者则相差很大。据此推测,大麦根细胞质膜上除Ca~(2+)—ATP酶外,还存在另一个不同的Ca~(2+)转运系统。由两者分别承担的Ca~(2+)转运过程在细胞钙信使系统中可能起着不同的作用。     

Triton X—100加KI对燕麦根细胞质膜ATP酶的溶解

在酸性条件下,1％ Triton X—100加 0.25mol/L KI能有效地溶解燕麦根细胞质膜ATP酶。溶解的ATP酶水解ATP的最适pH在6.5左右,酶活性受到Na_3VO_4和DES的强烈抑制,而不受Na_2MoO_4和NaN_3的抑制。溶解的酶液经透析后,K~ —ATP酶活性占Mg~(2 ),KCl—ATP酶活性的85％。     

ATP-induced quenching of chlorophyll fluorescence in chloroplasts of higher plants. Dependence on structural properties of the membranes

The ATP-induced quenching of chlorophyll fluorescence in chloroplasts of higher plants is shown to be inhibited when the mobility of the protein complexes into the thylakoid membranes is reduced. Its occurrence also requires the presence of LHC complexes and the ability of the membranes to unstack.These observations, in addition to a slight increase of charge density of the surface-as indicated by 9-aminoacridine fluorescence and high salt-induced chlorophyll fluorescence studies-and partial unstacking of the membranes-as monitored by digitonin method and 540 nm light scattering changes-after phosphorylation, suggest that the ATP-induced quenching of chlorophyll fluorescence could reflect some lateral redistribution of membrane proteins in the lipid matrix of the thylakoids.Abbreviations ATP adenosine triphosphate - 9-AA 9-aminoacridine - Chl chlorophyll - EDTA ethylenediaminetetraacetate - GDA glutaraldehyde - Hepes N-2-hydroxyethylpiperazine-N-2-ethane-sulphonic acid - LHC light-harvesting chlorophyll a/b complex PS photosystem     

在两个品种大豆叶绿体膜中,Mg~(2+)诱导荧光改变与类囊体膜表面电荷的关系

用“冀北1号”和“丰收黄”两个品种大豆的叶绿体膜,测定了不同 Mg~(2+)浓度对它们的光诱导 chla 可变荧光及电泳速度的影响。虽然将这两种叶绿体膜悬于相同的低盐介质中,其光诱导可变荧光产率彼此不同,但它们的可变荧光产率与电泳迁移率则是彼此相关的,在这两种大豆的叶绿体膜中,Mg~(2+)诱导荧光产率增加和电泳迁移率下降的浓度曲线均呈现出类似的动力学变化。Mg~(2+)诱导上述两种现象所需要的最适浓度亦大抵相同。这些实验结果说明:Mg~(2+)诱导激发能在两个光系统之间分配的改变与其诱导类囊体膜表面静电性质的变化是密切相关的。文中讨论了膜表面蛋白质的羧基在 Mg~(2+)诱导效应中的可能作用。