Crystal Structure of a Multilayer Packed Major Light-Harvesting Complex： Implications for Grana Stacking in Higher Plants

Dear Editor,
Grana thylakoids in plants comprise multiple, tightly appressed thylakoid membranes in the chloroplast, which greatly increase the area-to-volume ratio and significantly improve the ability of chloroplasts to capture light. Grana layers are stacked and interact through the stromal surface of proteins embedded in the grana membranes,     

光合自养缺陷型小球藻的筛选及生物能源应用

小球藻Chlorella protothecoides(C.protothecoides)是潜在的、可用于工业生产生物柴油的高产油微藻.本研究通过体外诱变的手段,获得了一株完全不能进行光合自养生长的突变体Al64.利用尼罗红染色和叶绿素自发荧光分析和电子显微镜分析细胞的亚显微结构,结果显示该突变体中叶绿体严重退化,其中类囊体膜结构缺失,导致该突变体缺乏叶绿素,无法进行光合自养生长.在富糖富氮的培养条件下,该光合自养缺陷型突变体的细胞密度和油脂含量比野生型细胞分别高5.54%和6.76%,分析还发现,该突变体产油能力为0.158 g L?1 h?1,比野生型提高12.8%.本文通过缺失光合作用突变体的构建,在异养高氮条件下实现了生物量及细胞内油脂含量的同步提高,为进一步提高微藻生产生物柴油的产量提供了新的研究平台.     

菠菜叶片类囊体膜上K^＋通道的直接测定及其离子选择性

将经蔗糖密度梯度离心纯化的菠菜（Ｓｐｉｎａｃｅａ ｏｌｅｒａｃｅａ Ｌ．） 叶片类囊体膜微囊泡嵌入平面脂双层（ｐｌａｎａｒ ｌｉｐｉｄ ｂｉｌａｙｅｒｓ）,至少检测到一种Ｋ＋ 单通道信号, 其电导约为５５ ｐＳ,具有电压依赖特性,对ＴＥＡ（ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌａｍ ｍ ｏｎｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）敏感,这一通道的ＰＫ＋ ／ＰＣｌ－ 通透比约为１４．９。离子通道的选择性可以在对称的离子条件下测定不同离子的电导,或者在双离子条件下测定反转电位确定,其对单价阳离子的选择顺序为：Ｋ＋ ＞ Ｎａ＋ ＞ Ｌｉ＋ ＞ ＮＨ＋４ ＞ Ｃｓ＋ 。     

CO2浓度倍增对谷子和紫花苜蓿叶绿体超微结构的效应

电镜观察结果表明,不同种类植物生长在相同倍增的高ＣＯ２ 浓度条件下,其叶绿体超微结构彼此呈现出明显的差异． 最醒目的特征是淀粉粒的积累比对照的增加很多;类囊体膜系发生异变． 总体上,（１）淀粉粒,Ｃ４ 植物谷子（Ｓｅｔａｒｉａ ｉｔａｌｉｃａ）叶绿体比Ｃ３ 植物紫花苜蓿（Ｍｅｄｉｃａｇｏ ｓａｔｉｖａ）积累的更多． （２）淀粉粒较小且较少时,紫花苜蓿叶绿体基粒类囊体膜增多,与基质类囊体膜相间排列有序;谷子叶绿体的基粒垛及基粒类囊体膜数均增多,但基粒变小,基质类囊体膜变长,且有些膜出现膨胀甚至破损． （３）淀粉粒较大且积累过多时,紫花苜蓿叶绿体中尚可隐约见到由４～８ 个类囊体膜组成的短小基粒零星分布于淀粉粒间;谷子叶绿体中几乎找不到可辨认的基粒和基质类囊体膜     

冷害对黄瓜叶绿体类囊体膜的影响

研究了冷害温度(0℃,16h)对黄瓜(Cucumis sativus L.)叶绿体类囊体膜膜脂、膜蛋白成分的影响。在没有可见伤害症状的低温处理条件下,黄瓜叶片叶绿体类囊体膜膜脂成分已有变化,主要是磷脂酰甘油(PG)含量明显降低,但主要脂类成分单半乳糖基甘油二酯(MGDG)、双半乳糖基甘油二酯(DGDG)、硫代异鼠李糖甘油二酯(SQDC)和PG的脂肪酸组分没有明显的变化;类囊体膜上色素蛋白质复合体的变化以光系统Ⅱ捕光叶绿素a/b蛋白质(LHCⅡ)单体及寡聚体含量的变化最明显,低温处理使LHCⅡ单体比例增加。对提纯的LHCⅡ结合脂的分析表明,低温处理改变了LHCⅡ结合脂及其脂肪酸的组成,使PG含量降低。以上结果表明,LHCⅡ结合脂成分变化以及LHCⅡ寡聚体解聚可能是叶绿体类囊体膜受冷害的最初反应。     

蓝细菌Synechocystis sp.PCC6803中叶绿素合成调控类囊体膜重建的研究

利用ＤＮＡ体外重组技术构建了蓝细菌Ｓｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｓｓｐ．ＰＣＣ６８０３突变种ＯＲＦ４６９,它的染色体ＤＮＡ缺失ＯＲＦ４６９片段,该突变种在加入５ｍｍｏｌ／Ｌ葡萄糖的ＢＧ－１１培养基中经遮光培养２周后叶绿素全部消失,细胞甲醇提取液光谱中６６５ｎｍ处叶绿互峰消失,６２９ｎｍ处出现原叶绿素酸酯峰,完整细胞光谱仅存在６２０ｎｍ的藻胆蛋白肩峰,细胞的类囊体膜消失,但藻胆体颗粒并未减少;细胞培养物重     

多变鱼腥藻(Anabaena variabilis)藻胆体——类囊体膜光能传递的研究

多变鱼腥藻(Anabaena variabilis)藻胆体一类囊体膜的吸收峰位于678,624,490,438和418nm.当用580nm波长光激发藻胆体一类囊体膜中藻胆蛋白时,室温荧光峰位于662nm,在680nm附近有一肩;液氮温度荧光峰位于655,666,695和730nm.这说明藻胆蛋白捕获的光能能有效地传给叶绿素a.当用436nm波长光激发藻胆体一类囊性膜中叶绿素a时,室温荧光峰(?)于683nm;液氮温室荧光峰在730nm,另一小峰在695nm.表明叶绿素a捕获的光能不能传递给藻胆蛋白.藻胆体一类囊体膜放氧速率为245μmoleO_2/小时,毫克叶绿素,电境照片显示在类囊体膜上有大量藻胆体.用0.3M蔗糖,O.05M磷酸缓冲溶液洗藻胆体一类囊体膜,能使藻胆体与类囊体膜分开.对藻胆体与类囊体之间的光能传递进行了讨论.     

玉米类囊体膜的超分子结构及LHCP在个体发育中的变化

对玉米(Zea mays)营养生长期中的下位叶(第5叶)和生殖生长时期的中位叶(果穗叶)和上位叶(顶生叶)的成熟叶片的冰冻撕裂电镜观察,发现叶绿体类囊体膜所有撕裂面上各种功能蛋白颗粒的密度均以果穗叶中的最大,依次是顶生叶和第5叶的。以果穗叶与顶生叶相比,其类囊体膜中包含有绝大多数 LHCP 的 EFs 颗粒增加28%;包含有 PSI 反应中心与LHCP 相结合的 PFu 颗粒增加20%;包含有 PSII 反应中心与 LHCP 相结合的 EFs 颗粒增加19%。这一超分子结构的电镜观察结果与其 SDS-聚丙烯酰胺梯度凝胶板电泳解析的结果相一致。即 SDS-聚丙烯酰胺梯度凝胶板电泳解析的色素带上,同样是果穗叶类囊体膜上呈现的21kD(LHCP Ⅰ)和25 kD(LHCPⅡ)多肽的色素带相应地也比顶生叶的加宽,表明果穗叶叶绿体类囊体膜上镶嵌的叶绿素 a/b 蛋白复合体等比顶生叶的显著地增多,这有利于果穗叶光合作用中光能的吸收、传递、分配和转化。     

内源性超氧阴离子自由基介导的莱茵衣藻光系统Ⅱ蛋白组分损伤

选取野生型莱茵衣藻CC-125和过氧化氢酶缺失突变体CC-2913为研究对象,采用spintrapping-ESR方法通过光照莱茵衣藻类囊体膜捕获到了O2·-,并且在同样条件下也检测到了来源于O2·-歧化产生的H2O2。另据类囊体膜电泳实验结果:莱茵衣藻在生长过程中添加内源SOD抑制剂TCNE后,CC-2913类囊体膜光系统蛋白组分的损伤要比野生型CC-125更为严重。通过对上述O2·-与H2O2信号的对比分析可知,虽然O2·-不是造成类囊体膜光系统Ⅱ蛋白组分损伤的直接因素,但它可借助歧化产物H2O2造成光系统蛋白组分的损伤。