螺旋藻藻胆体核心复合物结构与功能的研究──四种变藻蓝蛋白复合物的分离及光谱特性的研究

从螺旋藻（Ｓｐｉｒｕｌｉｎａｐｌａｔｅｎｓｉｓ）的藻胆体中分离出四种不同光谱形式的变藻蓝蛋白（ＡＰＣ）复合物：ＡＰⅠ、ＡＰⅡ、ＡＰⅢ、ＡＰＢ,利用吸收光谱、荧光先谱（室温和低温）以及荧光激发偏振光谱比较了ＡＰＣ复合物三聚体和单体的光谱特性。四种ＡＰＣ复合物三聚体的最大吸收和最大发射峰位置各不相同,ＡＰⅡ和ＡＰⅢ位于短波区（最大吸收波长在～６５０ｎｍ．最大发射波长在６６２～６６４ｎｍ）,ＡＰⅠ和ＡＰＢ位于长波区（最大吸收波长在～６５５ｎｍ,最大发射波长在～６８０ｎｍ）,低温下的荧光发射光谱均有红移。在能量传递中,各种不同形式的ＡＰＣ复合物表现出不同的功能,以实现能量的高效传递：ＡＰⅡ和ＡＰⅢ是能量传递的中介,ＡＰⅠ和ＡＰＢ作为终端发射基因,分别将激发能传给反应中心。通过荧光激发偏振光谱研究了四种ＡＰＣ复合物及其单体内各色团间的相互关系及其在能量传递中的取向和功能。     

螺旋藻变藻蓝蛋白内能量传递机制的研究

利用ｐｓ时间分辨荧光光谱技术研究两种不同结构变藻蓝蛋白复合物ＡＰ６６５和ＡＰ６６０内能量传递过程,讨论了变藻蓝蛋白三聚体和单体内激发态作用机制。结果表明,ＡＰＣ单体只有一个短寿命（７５ｐｓ）,来源于其两个亚基α８４／β８４间能量传递过程,另一长寿命（１０８０ｐｓ）是β８４基态恢复的平衡时间。两种ＡＰＣ三聚体均含有一个短寿命组分,从１６ｐｓ（ＡＰ６６０）到４８ｐｓ（ＡＰ６６５）,它们来源于三聚体内互为Ｃ３对称单体内α８４／β８４间能量传递过程。ＡＰ６６０由于结构对称性低出现的短寿命组分（１０６ｐｓ）,可指认为低对称单体的α８４／β８４之间能量传递时间常数。连接多肽对ＡＰＣ三聚体性质的影响明显地表现在其荧光衰减动力学过程中。     

R-藻蓝蛋白的分离及其结构表征

本文对传统藻胆蛋白的分离方法进行改进,利用柱层析法直接从新鲜多管藻提取分离出纯的Ｒ－藻蓝蛋白。分别用凝胶柱层析法和电泳法测定了其分子量。结果表明：通常实验条件下：Ｒ－藻蓝蛋白的最稳定聚集态是三聚体,其分子量为１２２．８ＫＤ,它由分子量分别为１８．１ＫＤ（α）和２０．５ＫＤ（β）两个亚基组成,其分子组成为（αβ）３。利用吸收和荧光光谱研究了Ｒ－藻蓝蛋白的光谱性质。Ｒ－ＰＣ的三聚体在可见光范围有两个明显的吸收峰,分别为５４６ｎｍ和６１４ｎｍ,与同系的Ｃ－ＰＣ和ＰＥＣ明显不同,表明各类色团光谱特性在三聚体状态基本不变,说明三聚体内色团间无强相互作用。Ｒ－ＰＣ荧光发射峰位于６４０ｎｍ,与同系的Ｃ－ＰＣ和ＰＥＣ基本一致,说明三聚体保证了高效的能量传递。单体的荧光发射呈现双峰（５６６ｎｍ,６４３ｎｍ）,说明单体内能量传递效率不高。从光谱性质可知,在ＰＣ家族中,Ｒ－ＰＣ具有最高的光能捕获效率     

嗜热蓝藻优雅粘囊藻藻胆体的特性和别藻蓝蛋白的亚基组成

研究了优雅粘囊藻藻胆体（ＰＢＳ）的特性。从聚丙烯酰胺凝胶电泳（ＰＡＧＥ）、吸收光谱和二阶导数图谱可证明,它的ＰＢＳ含有一种红色藻胆蛋白,两种Ｃ－藻蓝蛋白和三种别藻蓝蛋白。但是,用ＰＡＧＥ和羟基磷灰石柱层析分离和纯化所得藻胆蛋白,一般仅得到一种Ｃ－ＰＣ和一种亚基组成特殊的别藻蓝蛋白ＡＰＣ。这种ＡＰＣ吸收光谱和荧光发射相同于已报告的ＡＦＣ６６０ｎｍ。但是它的亚基组成是（αα′ββ′）２而不是（α′α２β２β′）Ｌｃ１０或（αβ）３。     

光动力复合藻胆蛋白及其分子内能量传递现象

通过杂双官能团偶联试剂,３－（２－吡啶联疏基）丙酸Ｎ－羟基琥珀酰亚胺酯（ＳＰＤ）,我们合成了Ｒ－藻红蛋白（Ｒ－ＰＥ）与变藻蓝蛋白（ＡＰＣ）的共轭复合物。这种光动力复合藻胆蛋白具有一些特别的光物理性质,如很大的ｓｔｏｋｅｓ位移（约１７０ｕｍ,４９０ｎｍ激发,６６５ｎｍ发出荧光）、高效的分子内能量传递效率等。复合物中Ｒ—ＰＥ与ＡＰＣ的摩尔比为１４,且Ｒ—ＰＥ和ＡＰＣ在复合物中保持了它们各自的光谱性质。通过荧光发射光谱,我们观察到了这种复合藻胆蛋白的分子内能量传递现象,计算表明从Ｒ—ＰＥ到ＡＰＣ的分子内能量传递效率为６５％。二硫苏糖醇（ＤＴＴ）对复合物中联结Ｒ—ＰＥ与ＡＰＣ间的脂族二硫桥键的还原导致分子内能量传递的阻断这一现象进一步证实了复合物中存在分子内能量传递现象。根据Ｆｏｒｓｔｅｒ能量转移机理,计算得出给体与受体发色团间距离为７２Ａ,这一距离与两种蛋白的大小是基本相符的。     

嗜热蓝藻优雅粘囊藻藻胆体的特性和别藻蓝蛋白的亚基组成

研究了优雅粘囊藻藻胆体的特性。从聚丙烯酰胺凝胶电泳、吸收光谱和二阶导数图谱可证明,它的ＰＢＳ含有一种红色藻胆蛋,两种Ｃ－藻蓝蛋白和三种别藻蓝蛋白。但是,用ＰＡＧＥ和羟基磷灰石柱层析分离和纯化所得藻胆蛋白,一般仅得到一种Ｃ－ＰＣ和一种亚基组成特殊的别藻蓝蛋白ＡＰＣ。这种ＡＰＣ吸收光谱和荧光发射相同于已报告的ＡＰＣ６６０ｎｍ。但是它的亚基组成是（αα＇ββ＇）２而不是（α＇α２β２β＇）Ｌｃ＾１０或α     

Rhodosorus mairinus中藻红蛋白的纯化及其性质的研究

从Ｒｈｏｄｏｓｏｒｕｓ ｍａｒｉｎｕｓ中提取了藻红蛋白,通过改进纯化方法,得到了三种电泳纯的藻红蛋白：Ｂ－型藻红蛋白１,Ｂ－型藻红蛋白２和ｂ－型藻红蛋白（以下简称Ｂ－ＰＥ１,Ｂ－ＰＥ２和ｂ－ＰＥ）。分别测定这三种藻红蛋白聚合体和亚单位的分子量。测定了它们的可见光的吸收光谱和荧光光谱。两种Ｂ－ＰＥ的可见光的吸收光谱比ｂ－ＰＥ的多一个４９８ｎｍ的吸收峰,三种藻红蛋白的氨基酸组成以酸性氨基酸和疏水性氨基     

蓝藻(Cyanobacteria)藻胆体内核结构与功能的研究I.变藻蓝蛋白六聚体(αβ)5APβ16.3LCM42分离及其表征

利用藻胆体温和解离的方法和超速离心分离技术首次得到了变藻蓝蛋白六聚体,并通过光谱技术,凝胶柱过滤柱色谱方法,和ＳＤＳ－ＰＡＧＥ电泳方法以及蔗糖密度超速离心方法对其进行表征。结果表明：该变藻蓝蛋白六聚体的最大吸收峰（λＡｍａｘ＝６５２ｎｍ）,荧光发射峰位于６６６ｎｍ,并且在６８０ｎｍ处有一明显肩峰;其分子量大约为２４０ＫＤ左右;其分子组成为（αβ）５ＡＰβ１６．３ＬＣＭ４２;离心沉降系数为１２Ｓ（０．２－０．５ｍｏｌ／Ｌ线性蔗糖密度梯度于０．０５ｍｏｌ／Ｌ磷酸盐缓冲液）。该六聚体在５ｍｍｏｌ／Ｌ磷酸盐缓冲液（ｐＨ＝７．０）发生解离,通过羟基磷灰石柱分离可得到两种变藻蓝蛋白三聚体（αβ）３ＡＰ和（αβ）２ＡＰβ１６．３ＬＣＭ４２,这说明该变藻蓝蛋白六聚体是由两个变藻蓝蛋白三聚体组成;通过差谱的方法得出锚蛋白的吸收光谱（λｍａｘ＝６６０ｎｍ）;根据稳态光谱测定的结果,推断出锚蛋白碎片ＬＣＭ４２的光谱性质与整个锚蛋白的光谱性质相同,进而得出ＬＣＭ４２保留了整个锚蛋白中的发色团,因而保留了其传递能量的功能。利用光谱数据和晶体结构数据讨论了该六聚体内能量传递途径     

蓝藻藻胆体与类囊体膜之间光能传递的研究

从嗜热蓝藻优雅粘囊藻（Ｍｙｘｏｓａｒｃｉｎａ ｃｏｎｃｉｎｎａ Ｐｒｉｎｔｚ．）中分离到具有放氧活性的藻胆体－类囊体膜复合物。它的吸收峰位于６８０、６２８、４９０、４３８和４２０ ｎｍ ,在低离子强度（０．１～０．４ ｍ ｏｌ／Ｌ）磷酸缓冲液中的６６４ ｎｍ 荧光发射峰随离子强度的降低而升高,７１８ ｎｍ 荧光发射峰与此相反（７７ 。Ｋ,Ｅｘ＝ ５８０ ｎｍ ）。当把游离的藻胆体和已解离去藻胆体的类囊体膜在蔗糖磷酸缓冲液中重组时,随时间延长（０～６０ ｍ ｉｎ）,７１８ ｎｍ 荧光发射峰逐渐升高,６８５ ｎｍ 荧光发射峰逐渐下降（７７ 。Ｋ,Ｅｘ ＝ ５８０ ｎｍ ）,表明藻胆体与类囊体之间的解离和结合对光能传递的影响     

蓝藻(Cyanobacteria)藻胆体内核结构与功能的研究I.变藻蓝蛋白六聚体(αβ)5APβ16.3LCM42分离及其表征

利用藻胆体温和解离的方法和超速离心分离技术首次得到了变藻蓝蛋白六聚体,并通过光谱技术,凝胶柱过滤柱色谱方法,和ＳＤＳ－ＰＡＧＥ电泳方法以及蔗糖密度超速离心方法对其进行表征。结果表明：该变落蓝蛋白六聚体的最大吸收峰（λ＾Ａｍａｘ＝６５２ｎｍ）,荧光发射峰位于６６６ｎｍ,并且在６８０ｎｍ处有一明显肩峰;其分子量大约为２４０ＫＤ左右;其分子组成为（αβ）５＾ＡＰβ＾１６．３ＬＣＭ＾４２;离心沉降系数为１     

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     

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     

荧光光谱法研究铈离子与二棕榈酰磷脂酰胆碱（DPPC）脂质体的相互作用

通过荧光光谱法研究了稀土元素Ｃｅ３＋与二棕榈酰磷脂酰胆碱（ＤＰＰＣ）脂质体的相互作用,结果表明,Ｃｅ３＋－ＤＰＰＣ体系的激发波长在２４７ｎｍ,２９４ｎｍ,发射波长在３４４ｎｍ,与水合Ｃｅ３＋的荧光光谱完全不同。这表明Ｃｅ３＋与ＤＰＰＣ形成了复合物,该复合物的荧光光谱同Ｃｅ３＋－ＤＨＰ复合物的荧光光谱一致。可以认为Ｃｅ３＋与ＤＰＰＣ分子上的磷酸基团相作用。     

荧光光谱法研究铈离子与二棕榈酰磷脂酰胆碱（DPPC）脂质体的相互作用

通过荧光光谱法研究了稀土Ｃｅ＾３＋与二棕榈酰磷脂酰胆碱（ＤＰＰＣ）脂质体的相互作用,结果表明,Ｃｅ＾３＋－ＤＰＰＣ体系的激发波长在２４７ｎｍ,２９４ｎｍ,发射波长在３４４ｎｍ,与水合Ｃｅ＾３＋的荧光光谱完全不同。这表明Ｃｅ＾３＋与ＤＰＰＣ形成了复合物,该复合物的荧光光谱同Ｃｅ＾３＋－ＤＨＰ复合物的荧光光谱一致,可以认为Ｃｅ＾３＋与ＤＰＰＣ分子上的磷酸基团相作用。     

Rhodosorusmarinus中澡红蛋白的纯化及其性质的研究

从Ｒｈｏｄｏｓｏｒｕｓｍａｒｉｎｕｓ中提取了藻红蛋白,通过改进纯化方法,得到了三种电泳纯的藻红蛋白：Ｂ－型藻红蛋白１,Ｂ－型藻红蛋白２和ｂ－型藻红蛋白（以下简称Ｂ—ＰＥ１,Ｂ—ＰＥ２和ｂ－ＰＥ）。分别测定这三种藻红蛋白聚合体和亚单位的分子量。测定了它们的可见光的吸收光谱和荧光光谱。两种Ｂ—ＰＥ的可见光的吸收光谱比ｂ—ＰＥ的多一个４９８ｎｍ的吸收峰。三种藻红蛋白的氨基酸组成以酸性氨基酸和疏水性氨基酸为主,所以经等电聚焦测定的它们的等电点都是偏酸性的。     

集胞藻Synechocystis sp.PCC6803利用葡萄生长与光合能量转？…

用ＰＡＭ叶绿素荧光仪测定了饥饿细胞、光自养细胞和混合营养细胞的叶绿素荧光,并对３种类型细胞的荧光参数：ＰＳⅡ实际光化学效率ψⅡ和还原型质醌Ｑ＾－Ａ进行了比较。用双重转盘磷光机测定了光自养细胞和混合营养细胞的毫秒延迟发光。根据叶绿纱荧光动力学分析和毫秒延迟发光的结果及光合电子传递抑制剂３,４－二氯苯基二甲脲（ＤＣＭＵ）、溴百里香醌（ＤＢＭＩＢ）对集胞藻６８０３（Ｓｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｓ ｓｐ．ＰＣ     

管藻目绿藻叶绿素蛋白复合物特性及比较研究

采用温和的ＰＡＧＥ法从管藻目刺松藻（Ｃｏｄｉｕｍ ｆｒａｇｉｌｅ （Ｓｕｒ．）Ｈａｒｉｏｔ）和假根羽藻（Ｂｒｙｏｐｓｉｓ ｃｏｒｔｉｃｕｌａｎｓ Ｓｅｔｃｈ．）,丝藻目绿藻软丝藻（Ｕｌｏｔｈｒｉｘ ｆｌａｃｃａ （Ｄｉｌｌｗ．）Ｔｈｕｒ．）,及菠菜（Ｓｐｉｎａｃｉａ ｌｏｅｒａｃｅａ Ｍｉｌｌ．）中分别得到１１、１１、７和９种色素蛋白复合物,对复合物的多种特性,包括分子量、Ｃｈｌ ａ／ｂ比值、叶绿     

光系统Ⅱ核心复合物的化学修饰及其光谱性质研究

用组氨酸的特异性修饰剂（ＤＥＰＣ）对ＰＳⅡ核心复合物进行了化学修饰,并对其光谱性质进行了研究,研究结果表明：修饰后的ＰＳⅡ核心复合物的吸收光谱在红区发生了很大变化,随修饰时间的增加,６８０ｎｍ处的吸收逐渐下降。修饰后的ＰＳⅡ核心复合物的荧光光谱在最初的１ｍｉｎ内出现荧光上升现象,然后逐渐下降,峰位蓝移。这些研究结果表明,组氨酸残基的修饰导致了原初电子供体Ｐ６８０结构的破坏,并对其功能产生了影响。     

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。