紫细菌光合反应中心中细菌脱镁叶绿素被置换后的光化学活性

采用新型表面活性剂ＬＤＡＯ,结合ＤＥＡＥ纤维素层析法,我们提纯了紫细菌Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒｓｐｈａｅｒｏｉｄｅｓ６０１的光合反应中心。在一定温度和丙酮的协同作用下,外加的植物脱镁叶绿素ａ可取代反应中心细菌脱镁叶绿素,形成含有脱镁叶绿素ａ的紫细菌光合反应中心（ＰｈｅａＲＣ）。当协同作用１５ｍｉｎ和６０ｍｉｎ时,反应中心中的细菌脱镁叶绿素分别被替代了５０％和７１％。在ＰｈｅａＲＣ中,细菌脱镁叶绿素的ＱＸ（５３７ｎｍ）和ＱＹ（７５８ｎｍ）特征峰显著下降,而出现高等植物脱镁叶绿素的ＱＸ（５０９／５４２ｎｍ）和ＱＹ（６７４ｎｍ）特征峰。排除温度和丙酮的影响,替代时间为１５ｍｉｎ或６０ｍｉｎ的ＰｈｅａＲＣ的光化学活性分别为对照的７８％或７１％。     

紫细菌光合反应中心中细菌脱镁叶绿素被置换后的光 …

采用新型表面活性剂ＬＤＡＯ,结合ＤＥＡＥ－纤维素层析法,我们提纯了紫细菌６０１的光合反应中心,在一定温度和丙酮的协同作用下,外加的植物脱镁叶绿素ａ可取代反应中心细菌脱镁叶绿素,形成含有脱镁叶绿素ａ的紫细菌光合反应中心。     

去镁叶绿素置换细菌去镁叶绿素对紫细菌反应中心皮秒荧光的影响

选择597 nm作为激发波长,探测范围为600～900 nm的荧光特性,分析了天然反应中心和两种去镁叶绿素置换的紫细菌反应中心的荧光发射光谱.借助细菌叶绿素、细菌去镁叶绿素和植物去镁叶绿素的荧光光谱,对相关组分进行了归类.实验结果表明选择性地置换细菌去镁叶绿素影响了荧光光谱的组成.在天然反应中心、BpheB置换的反应中心和BpheA,B置换的反应中心中可分别解析到4、3和2个荧光发射组分.研究肯定荧光发射组分与去镁叶绿素的结合存在对应关系.实验还分别在686.4、674.1和681.1 nm处测定了不同反应中心内的原初电子供体P的激发态通过荧光衰减的过程,观测到衰减动力学上的差异.说明去镁叶绿素置换影响了细菌反应中心内激发光能传递和原初光化学反应过程.     

去镁叶绿素置换细菌去镁叶绿素对紫细菌反应中心皮秒荧光的影响

选择５９７ｎｍ作为激发波长,探测范围为６００～９００ｎｍ的荧光特性,分析了天然反应中心和两种去镁叶绿素置换的紫细菌反应中心的荧光发射光谱。借助细菌叶绿素、细菌去镁叶绿素和植物去镁叶绿素的荧光光谱,对相关组分进行了归类。实验结果表明,选择性地置换细菌去镁叶绿素影响了荧光光谱的组成。在天然反应中心,ＢｐｈｅＢ置换的反应中心和ＢｐｈｅＡ,Ｂ置换的反应中心中可分别解析到４、３和２个荧光发射组分。研究肯定荧     

色素置换影响紫细菌601光合反应中心的电化学性质及其机理

运用色素置换、单分子复合膜技术及方波伏安法测定, 研究了色素置换对紫细菌Rhodobacter sphaeroides 601光合反应中心电化学性质的影响, 并探讨了相关机理. 研究发现, 紫细菌光反应中心在外加电位驱动下也可以产生电荷分离, 其效果等同于照光条件下的原初光化学反应. 在金电极表面上, 由2,3-二巯基丁二酸(DMSA)、聚二甲基二丙烯氯化铵(PDDA)与紫细菌光合反应中心(RC)组装而成单分子层复合膜(RC-PDDA-DMSA膜). 利用方波伏安法对RC-PDDA-DMSA膜进行了研究, 用低频率和高频率方波分别检测到紫细菌反应中心光化学反应不同的4个氧化还原电位对的参数. 通过非线性拟合, 获得了P/P⁺的标准电位(0.522 V)和电极反应速率常数(13.04 s^-1). 植物去镁叶绿素(Phe)置换细菌去镁叶绿素(Bphe)后反应中心在- 0.02 V的氧化还原峰显著变化, 进一步分析后认为是色素置换降低了Bphe^- / Bphe(Phe^- / Phe)和Q_A^-/Q_A电位对之间电子转移速率. 分析不同色素置换后的光谱及电化学性质, 并对不同的色素分子的功能基团进行比较, 结果表明, 叶绿醇尾同卟啉环上的其他取代基团一样明显影响了色素置换的位点和效率.     

SO_2对叶片中脱镁叶绿素 a 形成的影响

高等植物在正常生长情况下,一般叶组织是没有或具有少量脱镁叶绿素 a 的。当植物受至 SO_2污染后,叶组织脱镁叶绿素 a 含量增加,色带增浓;其变化规律是:在一定接触量范围内,与熏气时间和作用浓度呈正相关;与可见伤害呈现相一致;与植物的抗性呈负相关。实验表明,脱镁叶绿素 a 的变化是 SO_2污染的伤害指标。     

Replacement of bacteriopheophytin in reaction centers fromRhodobacter sphaeroides RS601 with plant pheophytin

In the presence of acetone and an excess of exogenous plant pheophytins, bacterio-pheophytins in the reaction centers from Rhodobacter sphaeroides RS601 were replaced by pheophytins at sites HA and HB, when incubated at 43.5℃ for more than 15 min. The substitution of bacteriopheophytins in the reaction centers was 50% and 71% with incubation of 15 and 60 min, respectively. In the absorption spectra of pheophytin-replaced reaction centers (Phe RCs), bands assigned to the transition moments Qx (537 nm) and QY (758 nm) of bacteriopheophytin disappeared, and three distinct bands assigned to the transition moments Qx (509/542 nm) and QY (674 nm) of pheophytin appeared instead. Compared to that of the control reaction centers, the photochemical activities of Phe RCs are 78% and 71% of control, with the incubation time of 15 and 60 min. Differences might exist between the redox properties of Phe RC and of native reaction centers, but the substitution is significant, and the new system is available for further     

浮游植物叶绿素与脱镁叶绿素的测定方法

叶绿素含量的测定,早已受到生理学家的重视。在生态学范畴内,浮游藻类的叶绿素含量既是浮游藻类现存量的一个指标,又是推算浮游藻类生产量的重要参量。故生态学家、水产与环境科学工作者,均日益重视叶绿素含量的测定。本文在综合国内外有关资料的基础上,结合作者的工作经验,对浮游藻类的光合色素组成、叶绿素与脱镁叶绿素的测算原理、测算方法作了详细介绍。     

脱镁叶绿素a-光动力疗法抗前列腺癌的研究进展

脱镁叶绿素a是一种从高等植物和海藻中提取的化合物,具有抗菌、抗炎、抗病毒、抗氧化和抗肿瘤的药理作用;作为一种天然光敏剂,其与光动力疗法联用,对于多种肿瘤表现出良好的抑制效果.近年来,脱镁叶绿素a在癌症治疗方面的研究取得了重大进展,在抗前列腺癌方面表现出巨大的潜力.该文从脱镁叶绿素a结构特征、应用及抗前列腺癌作用机制方面...     

不产氧光合细菌光合色素的光氧调控机制

[目的]为不产氧光合细菌光合色素研究提供可行的较系统规范的研究方法和数据,揭示固氮红细菌(Rhodobacter azotoformans 134K20)光合色素光氧适应性机制.[方法]采用光谱法和色谱法对光和氧调控下的类胡萝卜素和细菌叶绿素合成代谢进行了研究.[结果]134K20菌株光照好氧时细胞得率最高.光照厌氧时主要合成3黄、1红、1紫、2绿、2蓝9种色素,黄色素大量表达.有氧时红色素大量表达,且启动2种新的红色素和1种新的紫色素表达,而黄色和蓝绿色素则受氧抑制.黑暗好氧主要合成2黄、3红、2紫、1绿、1蓝9种色素,但不同于光照厌氧.光照好氧时黄色素减少到1种,紫色素含量增加,其余同黑暗好氧.[结论]固氮红细菌(Rhodobacter azotoformans 134K20)是通过PpsR调节途径来调节光合基因表达的.黄色和红色素属于类胡萝卜素.黄色素1属于球形烯系列,其余两种黄色素是新的类胡萝卜素组分.红色素为新的球形烯酮组分,3种红色素极性、峰形和峰位差别显著,正己烷能显示其精细结构.紫色为极性较大的细菌脱镁叶绿素,绿色和蓝色为4种极性不同的细菌叶绿素a中间产物.乙醚甲醇法适合类胡萝卜素的提取,丙酮甲醇冰冻研磨法能快速有效完全提取光合色素.溶剂效应可有效鉴别细菌叶绿素a中间产物.     

金属叶绿素a配位结构的研究

在丙酮溶液中合成得到镧-叶绿素a、钐-叶绿素a和铜-叶绿素a复合物,并研究了它们的紫外可见光谱（UV-Vis）、Fourier红外光谱（FT-IR）和EXAFS结构.镧-叶绿素a、钐-叶绿素a和铜-叶绿素a的UV-Vis谱、FT-IR谱与叶绿素a（含镁）的光谱性质相似,但与脱镁叶绿素a的光谱性质差异很大.证明了La³⁺、Sm³⁺、Cu²⁺已配位到脱镁叶绿素的卟啉环上,形成了镧-叶绿素a、钐-叶绿素a和铜-叶绿素a复合物.通过扩展X射线吸收精细结构谱(EXAFS)研究表明：合成镧-叶绿素a、钐-叶绿素a具有双层夹心结构.La(Ⅲ)、Sm(Ⅲ)夹于两个卟啉环之间, 与上下卟啉环上共八个N原子配位, La-N平均键长0.261 nm,Sm-N平均键长0.243 nm, 而铜-叶绿素a的EXAFS表明为一单层结构,Cu(Ⅱ)与卟啉环中的四个N原子配位,Cu-N平均键长0.197 nm.元素分析也证明镧-叶绿素a、钐-叶绿素a为双层结构,铜-叶绿素a为单层结构.     

披针叶茴香叶绿素荧光参数对不同光环境的响应

以天目山披针叶茴香(Illicium lanceolatum)4年生栽培幼苗为对象,经不同光环境(自然全光照,50%光照和20%光照)处理后,采用雅欣理1611植物效率仪测试,并进行光系统Ⅱ(PSⅡ)快速叶绿素荧光诱导动力学分析(JIP-test),以探讨其光适应机制,为高莽草酸含量植株高效栽培技术提供理论依据。结果显示:(1)随着遮光程度增加,披针叶茴香叶片叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)和总叶绿素含量(Chl(a+b))呈上升趋势,均与全光照存在显著差异;Chl a/Chl b值分别降低了22.92%和31.56%,均与全光照差异极显著。(2)随遮光程度增强,PSⅡ最大光能转换效率(Fv/Fm)降低,50%和20%光照处理的Fv/Fm值分别比全光照下降了1.34%和2.79%,且20%光照处理与全光照差异显著。(3)随遮光程度增强,50%光照和20%光照处理叶片单位面积光合机构含有的反应中心数目(RC/CSo)分别比全光照减少了2.94%和13.63%,单位反应中心以热能形式耗散的能量(DIo/RC)分别增加了2.2%和62.9%。研究表明,50%光照处理下披针叶茴香叶片用于光合电子传递的能量占吸收光能的比例变化不显著,而在20%光照处理则显著降低,即50%遮光环境有利于披针叶茴香提高光能利用效率,促进其生长和增加生物量积累。     

固氮红细菌(Rhodobacter azotoformans) 423 nm特征吸收峰成因与定位

【背景】在不产氧光合细菌中,因420-425nm特征峰位于类胡萝卜素(Carotenoid,Car)吸收区域,通常被认为是由Car积累引起,但固氮红细菌R7菌株呈现的423 nm特征峰不具备Car三指峰特征。【目的】阐明R7菌株423 nm特征吸收峰形成的物质基础及胞内定位。【方法】采用吸收光谱、薄层层析、高效液相色谱、质谱、超速离心和离子交换层析等方法阐明423 nm吸收峰形成原因。【结果】谷氨酸钠明显促进R7菌株活细胞呈现423 nm特征峰,色素提取液中该峰蓝移至415 nm,但其生长、细菌叶绿素(Bacteriochlorophyll,BChl)和Car含量大幅度降低,而添加酵母提取物则反之。色素组成分析表明,在检测到的色素成分中,只有镁卟啉单甲基酯Ⅸ (Magnesium Protoporphyrin Ⅸ Monomethylester,MPE)呈现415 nm特征吸收峰。MPE可定位于光合膜上并呈现出423 nm特征峰。对色素蛋白复合体(Pigment Protein Complex,PPC)的研究显示,添加谷氨酸和酵母提取物的菌体细胞虽然都检测到3种PPC组分[2个外周捕光复合体(Peripheral Light Harvesting Complex 2,LH2)和1个光反应中心(Reaction Center,RC)],但源自谷氨酸菌体细胞的RC和1个LH2则呈现423 nm特征吸收峰,表明R7菌株可产生2种不同类型的LH2,且MPE可定位于一种LH2和RC。【结论】R7菌株所呈现的423 nm特征峰不是由Car积累所致,而是由MPE积累所形成,且能与LH2和RC结合定位于光合膜上。MPE是BChl合成的中间产物,其合成受严格调控,不容易获得。MPE代谢调控的深入研究可为光合作用光氧化损伤与保护机理增添新内容。     

东海赤潮高发区沉积物中叶绿素的分析

研究分析了2002年8～9月“赤潮973”航次所采集的沉积物中叶绿素a及其降解产物脱镁叶绿酸含量与分布．结果表明。叶绿素a和脱镁叶绿酸是同源的;随深度增加叶绿素a和脱镁叶绿酸的含量呈递减趋势,到一定深度后含量不再变化。个别站位叶绿素a和脱镁叶绿酸的垂直分布出现了许多小突跃,可能是由生物扰动引起;表层沉积物(0～0．5cm)中的叶绿素a和脱镁叶绿酸的变化幅度分别为0．14～1．17和0．83～5．58μg·g-1。平均值分别为0．54和2．45μg·g-1;并初步探讨水深(光强)、盐度、温度、含水量对叶绿素水平分布的影响;脱镁叶绿酸作为叶绿素的主要降解产物,到一定深度后,成为叶绿素的主要存在形式,约占80％～90％;由于水温的不同,夏季沉积物中的叶绿素a和脱镁叶绿酸含量是春季的3倍之多;比较了上层水柱中的叶绿素和沉积物中的叶绿素的相对含量,平均而言,沉积物中叶绿素占上层水柱中叶绿素的31％．     

植物叶绿素降解机制研究进展

叶绿素降解与作物产量密切相关,叶绿素降解延迟,能延长作物后期的光合能力,并提高作物产量。近年随着结构生物学、基因组测序和生物信息学的发展,人们已经在植物叶绿素降解机制的研究上取得了一系列进展,特别是对叶绿素降解的主要生化途径——脱镁叶绿酸氧化酶(pheide a oxygenase,Pa O)途径已有深入的了解。主要对近年来叶绿素降解代谢、调控机理、滞绿突变体等三方面的研究进展进行综述,并对未来研究方向进行了展望,旨为作物育种和光高效利用提供理论依据。     

白屈菜红碱对铜绿微囊藻生长和光合系统的影响

为了阐明白屈菜红碱(Chelerythrine)对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长及光合系统的影响, 研究了白屈菜红碱胁迫下铜绿微囊藻M. aeruginosa NIES-843生长、细胞色素含量及叶绿素光诱导荧光动力学变化. 结果显示, 当白屈菜红碱浓度10 g/L时, M. aeruginosa NIES-843的生长受到显著抑制. 通过线性回归分析, 白屈菜红碱对M. aeruginosa NIES-843生长50%抑制浓度(EC50)为(30.621.32) g/L. 当白屈菜红碱浓度为160 g/L时, M. aeruginosa NIES-843单位细胞内叶绿素a (Chl. a)和类胡萝卜素含量均显著低于对照. Chl. a光诱导荧光动力学分析结果显示, 白屈菜红碱胁迫下单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、单位反应中心捕获的用于还原QA的能量(TR0/RC)及单位反应中心捕获的用于电子传递的能量(ET0/RC)均受到显著抑制. 光合系统Ⅱ(PSⅡ)能量分配比率参数分析结果显示, 白屈菜红碱能显著抑制光合系统反应中心电子供体侧电子传递.       

缺镁胁迫对纽荷尔脐橙叶绿素荧光特性的影响

以1年生枳砧纽荷尔脐橙为材料,测定不同叶龄叶片相对叶绿素含量和荧光参数,研究缺镁胁迫对叶片叶绿素合成与荧光特性的影响.结果显示,随着叶位的升高,低镁组和无镁组秋梢叶片(老叶)的相对叶绿素含量、Fυ/Fm呈明显增加趋势,而春梢叶片(新叶)的相对叶绿素含量、F,/Fm差异不显著;随着缺镁胁迫程度的增大,叶片相对叶绿素含量、Fυ／Fm、光响应能力(△Fυ/ Fm、qP和rETR)均呈降低趋势,而非光化学淬灭(qN)呈升高趋势,低镁组老叶、新叶及无镁组新叶与对照差异不显著(P＞0.05),而无镁组老叶与对照差异显著(P＜0.05).表明,缺镁胁迫严重时不仅会导致纽荷尔脐橙老叶光合能力降低,也会导致其新叶光合能力降低;短期缺镁胁迫对老叶光合能力的影响显著大于新叶,而且这种差异随着缺镁程度的增大而呈增大趋势.因此,在夏季高光照条件下缺镁纽荷尔脐橙老叶易发生光抑制,缺镁严重时甚至会产生光伤害,导致叶片早衰.     

基于叶绿素荧光探讨链霉素对念珠藻生长及光合毒性效应

为了探究不同浓度链霉素对念珠藻生长和光合的毒性效应, 研究对不同浓度(0、0.05、0.1、0.2、0.5和1.0 mg/L)链霉素处理下念珠藻的生长、叶绿素荧光进行了测定。结果发现, 培养至96h, 链霉素对念珠藻的EC₅₀(96h-EC₅₀)为(0.13±0.037) mg/L。与对照组相比, 各链霉素浓度处理下叶绿素a的含量显著降低。最大光化学效率(φP₀)、可变荧光(F_v)、PSⅡ的潜在活性(F_v/F₀)、单位面积上有活性的反应中心(RC/CS₀)、以吸收光能为基础的性能指数(PIabs)及反应中心吸收的光能用于电子传递的量子产额(φE₀)均随着链霉素浓度的升高而降低。然而, 单位叶绿素最大荧光(F_m/Chl. a)、每个有活性的反应中心吸收的光能(ABS/RC)和热耗散(DI₀/RC)则随着链霉素浓度的升高而增加。当链霉素浓度大于0.1 mg/L时, 叶绿素荧光动力学曲线出现K点的出现。结果表明链霉素可能通过抑制光合系统Ⅱ(PSⅡ)的电子传递和减少有活性的反应中心来影响念珠藻的生长, 也暗示了高浓度链霉素对藻类的生长具有抑制作用。     

脱镁叶绿酸a单加氧酶与叶绿素降解

近年来叶绿素降解的分子调控机制颇受关注,脱镁叶绿酸a单加氧酶（PaO）作为催化叶绿素卟啉环开环成为四元线性吡咯衍生物的关键酶,成为研究的焦点。本文从PaO的结构与生理功能出发,着重介绍了近期在PaO表达调控方面的最新研究进展,包括PaO突变体中叶绿素降解的反馈机制;去磷酸化作用与PaO的活性调节;非黄化突变体AtNYE1基因、蛋白激酶基因rlpk2、持绿突变体基因sgr的表达与PaO活性之间的关系,并且简要归纳了PaO研究的发展过程与趋势、存在的问题和争议。     

丙酮和二甲基亚砜法测定植物叶绿素和类胡萝卜素的方法学比较

丙酮和二甲基亚砜作为提取剂测定植物光合色素含量是最为普遍的两种方法,但是对于二者之间的可比性问题探讨很少。本文基于对19中木本植物叶片和树枝内叶绿素含量的测定结果发现如下结果：（1）二甲基亚砜测定叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量的结果均显著高于丙酮测定结果（而对叶绿素a/b比值的影响较小）,与此相反,丙酮对类胡萝卜素提取测定结果要远高于二甲基亚砜的测定结果。（2）两种方法对叶绿素和类胡萝卜素测定结果之间均存在显著线性相关,可以应用相关线性拟合方程进行不同方法测定结果之间的转换,以减少叶绿素含量、类胡萝卜素含量比较过程中产生的测定方法误差。（3）不同单位表示方法,对两种方法测定结果的相关性存在影响,使用鲜重单位表示的相关程度普遍高于以表面积为单位的相关程度。（4）两种方法对树枝和叶片测定结果的影响存在差异：对于叶绿素含量低的树枝,两种方法测定结果的差异较小,而对于叶绿素含量高的叶片,二甲基亚砜测定结果则远高于丙酮的测定结果,可能原因在于丙酮对于叶绿素的提取效果远低于二甲基亚砜。（5）以二甲基亚砜为浸提试剂,通过不同精确度仪器（0.1和1 nm）检测发现尽管不同仪器之间相关关系达到0.99以上,但二者相比精确度为0.1 nm检测叶绿素a、总叶绿素浓度高出15%~33%,而叶绿素b浓度低4%左右。这些研究发现为不同方法之间的比较提供了依据。