褐藻裙带菜中PSⅡ复合物及其亚复合物的分离和特性研究

用不连续梯度蔗糖密度超离心,从经Triton X-100增溶的褐藻裙带菜类囊体膜中分离到3种色素蛋白复合物条带,分别是捕光复合物、具有光氧化活性的PSⅡ复合物颗粒（区带Ⅱ）以及PSⅠ（区带Ⅲ）。PSⅡ颗粒经毛地黄皂苷增溶后,再次超离心分离得到3条PSⅡ的亚复合物条带。吸收和荧光激发谱显示其中的区带Ⅱ-1为墨角藻黄素-Chl a／c-蛋白复合物,区带Ⅱ-2为Chl a／c-蛋白复合物,两者都只含20kDa多肽;而鲜绿色的区带Ⅱ-3为不含捕光复合物的活性PSⅡ核心。     

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。     

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。     

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.     

光系统I (PSI)的结构与功能研究进展

光系统Ⅰ(PSⅠ)是整合于光合膜上的由多个蛋白亚基组成的色素蛋白复合物,它在光合电子传递链中催化电子从PC经过一系列电子传递体到Fd的传递。近20年特别是近几年来,有关光合作用PSⅠ结构与功能的研究取得了显著的进展,获得了很多具有重要意义的结果。本文综合介绍了近年来在PSⅠ的蛋白亚基组成及其特性、PSⅠ介导的3种电子传递过程、PSⅠ特有的外周捕光色素蛋白复合物系统(LHCⅠ)以及最新的有关PSⅠ 4*!分辨率的三维晶体结构生物学研究的进展情况,并对未来的研究进行了展望。     

光系统Ⅰ（ＰＳⅠ）的结构与功能研究进展

光系统Ⅰ(PSⅠ)是整合于光合膜上的由多个蛋白亚基组成的色素蛋白复合物,它在光合电子传递链中催化电子从PC经过一系列电子传递体到Fd的传递.近20年特别是近几年来,有关光合作用PSⅠ结构与功能的研究取得了显著的进展,获得了很多具有重要意义的结果.本文综合介绍了近年来在PSⅠ的蛋白亚基组成及其特性、PSⅠ介导的3种电子传递过程、PSⅠ特有的外周捕光色素蛋白复合物系统(LHCⅠ)以及最新的有关PSⅠ4?分辨率的三维晶体结构生物学研究的进展情况,并对未来的研究进行了展望.     

裙带菜PSⅠ复合物的荧光特异性

以褐藻裙带菜（Undaria pinnatifida）为实验材料,采用蔗糖密度梯度超速离心的方法,去污剂SDS为增溶剂（SDS:Chl＝20:1,4℃增溶20 min）,蔗糖密度梯度为60%、50%、40%、30%、20%、15%和10%,分离制备光系统Ⅰ(PSⅠ)复合物。结果表明, 40% 蔗糖层带所含色素蛋白复合物是PSⅠ复合物。利用红藻作参照对比,光谱结果表明从裙带菜中得到的PSⅠ复合物没有730 nm的荧光峰。分析认为这是所有褐藻包括裙带菜PSⅠ复合物的荧光特异性。     

超高产杂交稻‘华安3号’冠层不同衰老程度叶片的光合功能

 较系统地研究了抽穗期超高产杂交稻‘华安3号’（`X075’×`紫恢100’）冠层顶部5片叶片的光合功能。结果表明,‘华安3号’剑叶的光系统Ⅱ（PSＩＩ）光化学最大效率(Fv/Fm)、开放的PSⅡ反应中心捕获激发能效率（Fv′/Fm′）、PSⅡ电子传递量子效率（ΦPSⅡ）、光化学猝灭系数（qP）、表观电子传递效率（ETR）、光合色素尤其是叶绿素（Chl）和类胡萝卜素（Car）中的新黄素、黄体素和β-胡萝卜素（β-Car）的含量等均优于其下的各叶,而PSⅡ的激发压力（1-qP）低于其它叶片。经对叶片低温（77K）荧光发射光谱的Gaussian解析,与其它各叶片相比,剑叶PSⅡ核心天线复合物CP47和光系统Ⅰ（PSⅠ）的含量较高,而非活性的PSⅡ捕光色素蛋白复合体（LHCⅡ）聚集态含量较少。研究证明：1）水稻在决定籽粒产量的生育后期,其干物质的积累主要是由冠层最上面的3片叶的光合作用所提供;2）在叶片衰老过程中,光合反应中心的衰老早于天线系统;3）杂交稻的光保护途径之一,可能在于光抑制条件下通过增加PSⅠ含量及其对光能的吸收并刺激环式电子传递高速运转,从而对光合器起保护作用;4）水稻叶片在衰老过程中,可能通过部分Chl b还原为Chl a,以降低LHCⅡ的含量,从而减少对光能的捕获,达到降低光抑制的伤害。     

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。     

从菠菜制备的47kD/D1/D2/Cyt b559 PSⅡ反应中心蛋白复合物

菠菜的PSⅡ颗粒在pH 6.0、有抗坏血酸钠及甘油存在的条件下,用Triton X-100处理后,经过DEAE-Toyopearl 650S离子交换层析柱分离,可得一个由47 kD,D1,D2及Cyt b559组成的PSⅡ反应中心蛋白复合物.纯化的蛋白质复合物在DPC存在下,具明显的光还原DGIP光化学活性,且在暗及光照条件下显示出SignalⅡ_(slow)及Signal Ⅱ_(fast)。低温吸收光谱和荧光光谱表明,复合物中只有叶绿素a存在;用有机溶剂抽提复合物的色素,采用一种灵敏的荧光分析方法并结合分光光度法进行分析,也证实了这点。此复合物有锰的存在,重要的化学成分中Chl a/Pheo a/Cyt b559/Mn原子的摩尔比为:18.4:2:0.8:0.3。这些结果表明;此复合物含有从PSⅡ第二电子供体Z到第一电子受体Q_A的完整光系统Ⅱ电子传递链的所有组分,同时也暗示复合物可能含有锰原子结合部位。为我们(Tang 1985)提出的水裂解系存在于PSⅡ反应中心系之中的观点提供了佐证。     

绿藻假根羽藻色素-蛋白复合物的分离及其特性研究

采用聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)和蔗糖密度梯度超速离心方法分离了假根羽藻(Bryopsis corticulans)的色素-蛋白复合物,并对其特性进行分析。结果表明:采用PAGE分离得到7条色素-蛋白复合物带,分别是CPⅠa1、CPⅠa2、CPⅠ、LHCP₁、LHCP₂、CPa、LHCP₃₊₃,和2条游离色素(free pigment,FP)FCa、FC。用改进的不连续蔗糖密度梯度离心法分离到五条带。区带Ⅰ是FP;区带Ⅱ主要是小分子量的PSⅡ捕光复合物LHCP₃₊₃;区带Ⅲ以PSⅡ捕光复合物的聚集体LHCP1为主,区带Ⅱ和Ⅲ的吸收光谱中除了Chla外,还含有大量的Chlb和管藻黄素,是管藻黄素-Chla/b-蛋白质复合物;区带Ⅳ在PAGE中只显示一条带,光谱中有Chlb吸收肩峰,含有66和56kDa两种多肽,是较小的PSⅠ复合物CPⅠa。     

莱茵衣藻叶绿素暗合成突变体y-1类囊体膜形成过程中PSI核心色素蛋白复合物CPI的积累

主要运用温和电泳和蛋白印迹技术检测了暗培养4天脱绿的衣藻y-1细胞以及转绿后y-1细胞光系统Ⅰ的核心色素蛋白复合物(CPⅠ)和核心叶绿素脱辅基蛋白PsaA/B。暗培养衣藻细胞中,PSⅠ中主要的色素蛋白复合物-CPⅠ完全缺失,然而核心多肽PsaA/B仍有一定量的积累,同时检测不到P700的含量。当脱绿的y-1细胞转移至光照下(50 μmol Photons/m2·s)时,伴随着叶绿素的合成,色素蛋白复合物CPⅠ和PsaA/B脱辅基蛋白的合成也逐渐达到正常水平,叶绿素和PsaA/B蛋白进行组装并形成了具有功能的PSⅠ反应中心, 同时P700的含量也得到恢复。实验证明了光照是形成光合系统色素蛋白复合物的重要前提,叶绿素的合成能够稳定并促进PsaA/B的积累。同时发现,叶绿体基因组编码的PSⅠ核心多肽PsaA/B能够在暗条件下合成,而在高等植物如豌豆、大麦的黄化体中不能合成PsaA/B蛋白,这可能是由于在脱绿的y-1细胞中叶绿体的量并没有发生明显的减少,且仍具有相对完整的大小和形状,而在叶绿体的被膜上具有许多参与光合作用的酶系统。     

拟南芥DG1参与叶绿体早期光合蛋白合成功能

拟南芥中已有466个PPR蛋白,已有研究证实许多PPR蛋白参与细胞器基因表达的转录后调节,但大部分PPR蛋白分子作用机制尚不清楚.Delayed greening 1(DG1)是定位于叶绿体中的的PPR蛋白,研究结果证实该蛋白是通过与SIG6因子相互作用降低PEP转录活性从而影响叶绿体早期发育.本研究利用拟南芥Dg1基因功能缺陷型突变体研究了DG1蛋白对光系统蛋白复合体组成及其光转化效率的影响.77K荧光发射光谱分析发现dg1突变体幼叶PSII中电子传递速度明显低于野生型,而成熟叶片与野生型基本一致;蓝绿温和胶分析结果表明:相对于野生型在dg1突变体新生叶中PSII、PS玉及其超聚复合物含量均有不同程度降低;进一步温和胶二向电泳及蛋白免疫印迹分析显示,在dg1突变体新生叶中,由叶绿体编码的光系统蛋白复合物组成亚基含量显著降低,而核编码复合物组成亚基含量与野生型相比没有明显区别.上述实验结果进一步确定了DG1蛋白是通过调控叶绿体编码基因的表达进而调节光系统复合物的生物合成与组装,最终影响拟南芥叶绿体早期发育.因此,我们认为DG1蛋白对于叶绿体发育早期光合蛋白的合成是必需的.     

光系统II蛋白磷酸化及其生理意义

蛋白磷酸化修饰在几乎所有的生命活动中都起重要的调节作用.该文结合作者研究组的研究工作,概述了光系统II(PS II)蛋白磷酸化的调节及其生理功能.PS II复合体中的核心组分D1、D2、CP43和PsbH蛋白以及外周捕光天线(LHC II)蛋白都可以发生磷酸化.PS II蛋白磷酸化受质醌(PQ)的氧化还原状态、细胞色素b6f (Cyt b6f ) 和硫氧还蛋白以及光调节.PS II蛋白磷酸化可以调节激发能在两种光系统(PS I和PS II)之间的分配,减轻光胁迫对PS II的压力,保护核心蛋白免于光破坏,稳定PS II复合体的结构.     

神经末梢突触囊泡释放神经递质过程的调控蛋白

神经末梢突触囊泡释放神经递质是一个复杂且受到精细调控的过程,涉及多种蛋白质间的相互作用。位于突触囊泡膜上的突触囊泡蛋白／突触囊泡相关膜蛋白（synaptobrevin/VAMP),与位于突触前膜上的syntaxin和突触小体相关蛋白SNAP－25,三者聚合形成的可溶性N－甲基马来酰胺敏感因子（NSF）附着蛋白受体（SNARE）核心复合物是突触囊泡胞吐过程中的核心成分。本文主要围绕参与空触囊泡胞吐过程,以及调节SNARE核心复合物的形成,解离及其功能的蛋白质,并对突触囊泡胞吐过程的分子模型作一概述。     

二价铅离子与金属硫蛋白相互作用的研究

通过紫外吸收光谱和平衡透析法研究了二价铅离子同脱金属硫蛋白（ａｐｏ－ＭＴ）、锌－金属硫蛋白（Ｚｎ－ＭＴ）的相互作用,证实Ｐｂ（Ⅱ）是以金属巯基复合物（金属巯基比为１∶２）的形式同金属硫蛋白结合,表观离解常数（ＫＤ）为８．７１×１０－７ｍｏｌ／Ｌ．在自由铅浓度达到６．５２×１０－６ｍｏｌ／Ｌ的条件下,铅离子即可将Ｚｎ－ＭＴ上的Ｚｎ完全取代下来．通过ＥＤＴＡ、ＤＴＮＢ竞争反应、圆二色性（ＣＤ）光谱分析,认为Ｐｂ－ＭＴ的金属巯基复合物不同于Ｚｎ－ＭＴ中Ｚｎ与巯基形成的紧密的正四面体结构,而是可能形成一种三级结构相对松散、热力学上不稳定的Ｃｙｓ－Ｓ－Ｐｂ－Ｓ－Ｃｙｓ平面形结构．研究认为金属硫蛋白的两种亚型ＭＴ－Ⅰ、ＭＴ－Ⅱ与Ｐｂ（Ⅱ）的结合能力并无显著差异     

端粒相关蛋白TIN2

TIN2（TRFI相互作用核蛋白2）是一重要的端粒相关蛋白。人TIN2蛋白包括N端,TRF1交互作用区（TRF1—Int）和C端3个结构域。它在TRF1复合物、TRF2复合物和Sheherin的功能中扮演关键角色,协同其它端粒蛋白维持端粒长度、结构和功能。TIN2与个体发育、细胞分化和肿瘤发生密切相关。     

高光胁迫对水稻籼粳亚种两个品种色素蛋白复合体的影响

以耐光抑制的水稻(Oryza sativa L.)粳亚种品种"武育粳"和对光抑制敏感的籼亚种品种"汕优63"的剑叶为材料,比较研究了高光胁迫对水稻两个亚种光合系统的影响.结果表明,高光胁迫影响激发能在两个光系统之间的分配,抑制激发能向PSⅡ传递.在籼稻中激发峰和发射峰以及相关比值在受到高光胁迫后下降的幅度均比在粳稻中显著.与粳稻相比,高光胁迫几乎使籼稻的PSⅡ捕光色素蛋白复合体的三聚体解体,使其PSⅡ捕光色素蛋白复合体的二聚体、PSⅡ内周天线色素蛋白复合体、PSⅠ捕光色素蛋白复合体以及PSⅠ反应中心叶绿素a蛋白复合体的含量明显降低.高光胁迫导致水稻两亚种的PSⅡ捕光色素蛋白复合物单体含量的增加.类囊体膜多肽分析表明,高光胁迫使属于PSⅡ捕光色素蛋白复合体的27、25 kD蛋白和PSⅠ捕光色素蛋白复合体的21 kD蛋白含量在水稻两亚种中都降低,其中以25 kD蛋白含量降幅最大.在籼稻中高光胁迫使属于PSⅡ内周天线色素蛋白复合体的43 kD和47kD蛋白以及外周23kD蛋白含量明显降低而在粳稻中则影响较小.     

海洋管藻目绿藻刺松藻光系统Ⅰ复合物的分离

采用Triton X-100蔗糖密度梯度离心法,从管藻目绿藻刺松藻中分离到三种不同形式的光系统Ⅰ（PSⅠ）复合物.区带Ⅲ富含PSⅠ核心复合物（CCⅠ）,叶绿素（Chl）a/b＞20,在温和的聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）中只显示一条PSⅠ中心复合物CPⅠ条带.区带Ⅳ和Ⅴ在436和674 nm、467和650 nm以及540 nm的吸收表明,含有Chl a、b及管藻黄素和管藻素,Chl a/b比值分别为3.23和2.4.经PAGE检测,有CPⅠ和CPⅠa两种PSⅠ色素蛋白复合物带,因此区带Ⅳ和Ⅴ是由CCⅠ和含量不等的捕光复合物LHCⅠ构成的PSⅠ颗粒.区带Ⅲ只有66和56 ku两种核心多肽;区带Ⅳ和Ⅴ除了66、56 ku多肽以外,还有4种分子质量为25,26,26.2和27.5 ku的LHCⅠ多肽.室温荧光光谱显示,分离物中的各种光合色素之间保持着良好的能量传递关系,由Chl b及管藻黄素和管藻素吸收的能量都可以传递给Chl a.     

龙须菜叶绿素- 蛋白复合物的分离及鉴定

以海洋经济海藻——龙须菜（Gracilaria lemaneiformis）为材料,机械破碎与超声波相结合破碎这种含胶量非常多的细胞,蔗糖密度梯度超速离心纯化其类囊体膜,去垢剂Triton X-100增溶纯化的类囊体膜,再用蔗糖密度梯度超速离心方法分离其叶绿素-蛋白质复合物。P700差示光谱鉴定分离的光系统Ⅰ（PSⅠ）颗粒,并且检测到了具有DCIP光还原活性的光系统Ⅱ（PSⅡ）颗粒。结果表明,尽管海藻类囊体膜增溶困难,但只要条件合适,可以得到具有活性的光系统颗粒。