PSII色素蛋白复合物的脂质体重组及反应中心的功能研究

论文题目: PSII色素蛋白复合物的脂质体重组及反应中心的功能研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 植物学

作者: 刘双

导师: 杨春虹,匡廷云

关键词: 光系统,核心复合物,能量传递,反应中心

文献来源: 中国科学院研究生院（植物研究所）

发表年度: 2005

论文摘要: 光系统II(PSII)是存在于类囊体膜中的多亚基色素蛋白复合物,是吸收光能、催化光诱导水裂解释放氧气、质子和电子的重要机构。它在体内的基本单位是由外周天线蛋白(LHCII)与PSII核心复合物结合形成的PSII-LHCII超分子复合物,这一结构保证了LHCII吸收的能量能够快速有效的传递到PSII反应中心(RC),进行原初光化学反应。本论文分为两部分:1、利用捕光色素蛋白复合物(LHCII)与PSII核心复合物在以DGDG、PG、SQDG三种类囊体膜脂形成的脂质体中重组的方法,研究了LHCII与PSII在脂膜上结构与功能的相互作用; 2、通过研究光破坏和色素置换对PSII RC的影响,探讨了RC中不同色素的功能。主要结果如下: 1、LHCII与PSII核心复合物的蛋白脂质体研究: 将OECC(粗提核心复合物)、pdOE(纯化核心复合物)、LHCII(大量天线)制剂分别与脂质体重组并研究了其光谱性质。LHCII在与脂质体重组前表现出典型的聚集态光谱特征,重组后吸收和荧光发射峰发生明显蓝移; LHCII、OECC和pdOE三种蛋白脂质体与重组前的样品相比荧光发射强度增加; 表明脂环境影响了色素蛋白复合物的聚集状态以及色素和蛋白之间的相互作用。OECC和pdOE分别与LHCII在脂质体中重组,得到两种重组蛋白(LHCII-OECC和LHCII-pdOE)脂质体,用冰冻蚀刻电镜技术和低温荧光光谱的方法研究其结构和功能特征。LHCII和核心复合物(OECC或pdOE)结合形成PSII-LHCII重组颗粒,并在脂质体中均匀排布,阻止了LHCII晶格状结构的形成。重组蛋白脂质体的吸收光谱既有LHCII的吸收特征,又有核心复合物的特征吸收峰,但低温荧光光谱的主要发射峰是核心复合物的特征峰(684 nm-685 nm),而不是LHCII的特征峰(680 nm); 而且激发不同色素得到的荧光发射光谱基本一致,这些结果证明LHCII吸收的能量传递到了核心复合物中,在重组蛋白脂质体中不同色素蛋白复合物在结构和功能上都实现了相互偶联。通过对OECC或pdOE与LHCII重组形成的蛋白脂质体放氧或DCPIP光还原活性的检测研究了PSII光化学活性特征。LHCII和核心复合物(OECC或pdOE)的重组蛋白脂质体与单独核心脂质体相比,在强光和弱光下光化学活性都明显提高。这从另一个角度证明了核心复合物与LHCII的功能偶联,LHCII的结合使捕光截面积增大,从而使PSII光化学活性增加。

论文目录:

缩写词

中文摘要

Abstract

第一章前言

1 PSII 超分子结构

1.1 PSII 的组成

1.2 PSII 超分子复合物

1.3 PSII 超分子复合物在类囊体膜上的排布

1.4 PSII 在类囊体膜上的能量传递和捕获

1.5 PSII 对环境适应的短期调控

2 PSII 反应中心的结构与功能

2.1 结构

2.2 光谱性质

2.3 原初光化学反应

2.4 光破坏研究

3 本论文的研究目的和意义

第二章 LHCII 与PSII 核心复合物的脂质体重组研究

1 材料和方法

2 结果

3 讨论

4 小结

5 研究展望

第三章 PSII 反应中心色素的光破坏研究

1 材料和方法

2 结果

3 讨论

4 小结

第四章 PS II 反应中心与铜代叶绿素 a(Cu-Chl a)的置换研究

1 材料和方法

2 结果

3 讨论

4 小结

结论

参考文献

个人简介

致谢

发布时间: 2006-04-30

参考文献

[1].Cyt b-559α链Arg～（18）和Ser～（24）的定点突变及其对PSII功能的影响[D]. 马晶晶.中国科学院研究生院（植物研究所）2006
[2].不同膜脂环境中PSII核心复合物和外周天线之间的功能关系[D]. 周峰.中国科学院研究生院（植物研究所）2006
[3].低温弱光条件下喜温植物PSI和PSII的光抑制及其相互关系[D]. 李新国.山东农业大学2003

PSII色素蛋白复合物的脂质体重组及反应中心的功能研究

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