用470fs时间分辨率荧光光谱法研究光系统Ⅱ反应中心原初反应的动力学特性

以菠菜（ＳｐｉｎａｃｉａｏｌｅｒａｃｅａＭｉｌ．）叶绿体中的ＰＳⅡ颗粒和ＰＳⅡ核心复合物为材料,用４７０ｆｓ时间分辨率的荧光光谱技术研究ＰＳⅡ反应中心原初反应的动力学特性,选择不同的时间测量范围和不同的检测波长,经过解卷积和多指数拟合可以分辨出２～４个衰减组分,对所得的动力学参数进行分析和讨论,认为其中３ｐｓ的组分与电荷分离有关,而０．８、１２、２５和１００ｐｓ的衰减组分很可能属于能量传递过程,提出了可能的动力学模型。     

光合细菌原初反应的理论研究

选择光合细菌的原初电子供体P₈₇₀为理论研究对象 ,通过理论计算发现 :( 1 )原初电子供体的双分子结构在能量上比单分子结构更有利 ;( 2 )电荷分离之后 ,原初电子供体的原有空间构型不再是稳定的构型 ,其构型会向能量和化学活性都更低的构型转变 .在光合细菌的P₈₇₀ 中 ,这种转变通过C₃ 位的乙酰基旋转使其氧原子与另 1个细菌叶绿素a分子的镁原子相互作用 ,导致P^+.₈₇₀的总能量和化学活性都明显降低 .认为原初电子供体的构型在原初反应过程中的这种转变对于防止原初反应过程中的电荷重组、维持光能的高效转化有重要意义 .提出了原初反应的新模型 ,并利用这一新机理对最近的动力学和定点突变研究结果给予了较合理的解释 .     

强光下硫化氢通过促进光系统II的活性来缓解水稻的光抑制

以水稻品种‘II优084’为材料,测定了强光胁迫下,水稻光合速率、叶绿素荧光快速诱导曲线（OJIP）以及O2ˉ·和H2O2在水稻叶片中积累的影响。结果表明强光胁迫下,水稻的净光合速率及气孔导度下降;光系统II（PSII）反应中心关闭的比例以及电子传递链中光系统II受体侧原初醌受体（QA）的还原程度增加;PSII反应中心电子传递的量子产额、能量以及传递到下游电子链的比率下降;光抑制下PSII的过剩能量向PSI的状态装换减少;自由基的产生增加。而施加作为硫化氢（H2S）供体的外源硫氢化钠（NaHS）后,上述影响PSII活性的指标的负变化被缓解,捕光天线复合体LHC通过在两个光系统之间的移动,来调节两个光系统的能量分配。强光下H2S处理能促进LHC离开PSII,与PSI结合,从而减少PSII分配的激发能,增加PSI分配的激发能,缓解了PSII的过度还原。以上结果表明外源H2S通过促进PSII的光合活性来缓解水稻光抑制伤害。     

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。     

用飞秒吸收光谱对PSⅡ颗粒及核心复合物原初反应的动力学研究

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、传递和转化的机理。本研究采用飞秒吸收技术,通过以４００ｎｍ激发,５２０～７００ｎｍ连续探测,对ＰＳⅡ颗粒及核心复合物中的能量传递、电荷分离等过程进行了研究。在ＰＳⅡ颗粒中,得到的０．１６ｐｓ,２．８ｐｓ和２０．９ｐｓ等过程为在光系统Ⅱ捕光天线复合物（ＬＨＣⅡ）中的能量传递过程,而８．６ｐｓ过程为由ＬＨＣⅡ向ＰＳⅡ核心和反应中心的能量传递过程。在ＰＳⅡ核心复合物中,得到的０．３５ｐｓ和１１．２ｐｓ过程与ＰＳⅡ内周天线之间的能量传递过程有关,而２．９ｐｓ和２０．１ｐｓ过程可能为电荷分离过程或与ＰＳⅡ反应中心有关的能量传递过程。     

光系统II核心复合物的稳态荧光光谱(英文)

在 83K 和 160K 两个温度下,通过激发波长对荧光发射谱的影响研究了光系统II中核心复合物的荧光光谱特性。用不同波长的光激发,核心复合物的发射谱的最大发射峰值不变,用 480、489、495 和 507nm 的光分别激发核心复合物,其光谱最大峰值处的荧光强度随不同激发波长下β-胡萝卜素分子的吸收强度的增大而降低,在长波长区域光谱的变化依赖于首先被激发的色素分子。所以,激发波长的不同影响着核心复合物中能量传递的途径。通过高斯解析,分析出核心复合物中至少存在有 7组叶绿素a组分,它们是Chla660,Chla670,Chla680,Chla682,Chla684,Chla687和Chla690。     

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.     

强光下硫化氢通过促进光系统Ⅱ的活性来缓解水稻的光抑制

以水稻品种‘II优084’为材料,测定了强光胁迫下,水稻光合速率、叶绿素荧光快速诱导曲线(OJIP)以及O2ˉ·和H2O2在水稻叶片中积累的影响。结果表明强光胁迫下,水稻的净光合速率及气孔导度下降;光系统II(PSII)反应中心关闭的比例以及电子传递链中光系统II受体侧原初醌受体(QA)的还原程度增加;PSII反应中心电子传递的量子产额、能量以及传递到下游电子链的比率下降;光抑制下PSII的过剩能量向PSI的状态装换减少;自由基的产生增加。而施加作为硫化氢(H2S)供体的外源硫氢化钠(NaHS)后,上述影响PSII活性的指标的负变化被缓解,捕光天线复合体LHC通过在两个光系统之间的移动,来调节两个光系统的能量分配。强光下H2S处理能促进LHC离开PSII,与PSI结合,从而减少PSII分配的激发能,增加PSI分配的激发能,缓解了PSII的过度还原。以上结果表明外源H2S通过促进PSII的光合活性来缓解水稻光抑制伤害。     

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。     

单半乳糖甘油二酯与光系统II蛋白复合体的相互作用

文章对植物光系统II蛋白复合体和单半乳糖甘油二脂(MGDG)的结构和功能以及它们之间的交互作用与相互关系作了简要概述。     

光系统Ⅱ反应中心D_1/D_2/cyt b_(559)复合物光破坏的多步反应

光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心D_1D_2’cyt b_(559)复合物在强光照射下色素分子受到破坏,导致在红区(Q_y带)的吸光度值及CD信号的下降,而且在光照后的暗放置过程中这种变化继续进行,吸收差光谱的峰位在680nm处,说明受破坏的很可能是原初电子供体P680.在光照后的暗放置过程中,该反应中心复合物的荧先强度继续升高,而且峰位蓝移.所有这些结果表明,在光照的过程中,PSⅡ反应中心D_1/D_2/cytb_(559)复合物很可能有一个相对稳定的反应中间体形成,从而造成在暗放置过程中该反应中心继续受到破坏,也就是说,PSⅡ反应中心D_1/D_2/cytb_(559)复合物的光破坏不是一步反应,而是一个多步反应.     

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     

饱和白光引起的光系统II 捕光复合体(LHCII ) 从反应中心复合体脱离不同于弱红光引起的状态1 向状态2 的转换

我们观测了不同光照预处理对拟南芥、小麦和大豆叶片光合作用和低温( 77K) 叶绿素荧光参数F685、F735 和F685􊄯F735 的影响。野生型拟南芥叶片光合作用对饱和光到有限光转变的响应曲线是V 型,而缺乏叶绿体蛋白激酶的突变体STN7 的这一曲线为L 型。饱和白光可以引起拟南芥叶片F685􊄯F735 的明显降低, 但是F735 没有明显增高, 而弱红光可以导致拟南芥叶片F685􊄯F735 的明显降低和F735 的明显增高, 表明弱红光可以引起状态1 向状态2 的转变, 同时伴随从光系统II 脱离的LHC II 与光系统I 的结合, 而饱和白光只能引起LHC II 从光系统II 反应中心复合体脱离。并且, 低温叶绿素荧光分析结果证明, 饱和白光可以引起大豆叶片LHC II 脱离, 但是不能引起小麦叶片LHC II 脱离, 而弱红光可以引起小麦叶片的这种状态转换, 却不能引起大豆叶片的这种状态转换。因此, 饱和白光引起的野生型拟南芥和大豆叶片的LHC II 脱离不是一个典型的状态转换现象。     

光系统Ⅱ反应中心的晶体结构被确定——膜结构生物学的重大突破

在 2 0 0 1年 2月 8日英国出版的权威科学杂志ＮＡＴＵＲＥ上 (Ｖｏｌ.4 0 9:73 9～ 74 3 ) ,德国柏林马普学会生物物理化学研究所的ＺｏｕｎｉＡ .,ＷｉｔｔＨ .Ｔ .,ＫｅｒｎＪ.,ＦｒｏｍｍｅＰ .,ＫｒａｕβＮ .,ＳａｅｎｇｅｒＷ .和ＯｒｔｈＰ .七位科学家发表了关于系统ＩＩ的高分辨率晶体结构的重要论文 ,题目译为中文是“蓝藻Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓｅｌｏｎｇａｔｕｓ光系统ＩＩ的 3 .8埃分辨率的晶体结构”。首次报道了用Ｘ＿射线衍射方法获得的具有放氧活性的光系统ＩＩ反应中心的晶体结构数据 ,并且对蛋白亚基和色素的位置…     

菠菜光系统I反应中心的电子自旋共振研究

利用温和的SDS-PAGE法分离纯化了菠菜光系统Ⅰ的反应中心复合物(CP1),并进行了低温(77K)和室温下的电子自旋共振谱(ESR)测定,获得了自由基P700~+的ESR吸收信号.其一级微分谱的g值为2.0024,谱线近以于高斯型,与从菠菜叶绿体中发现的P700~+的ESR信号相符.根据这些结果,我们认为以温和SDS-PAGE法从菠菜得到的CP1组份保存了大部分P700的光氧化活性.     

光系统Ⅱ反应中心的可逆失活及其生理意义

从光系统Ⅱ的异质性说起,简要评述了失活的BSⅡ反应中心可能的功能和可逆关活的一些节以及最近的研究进展。