条斑紫菜光系统Ⅱ的分离鉴定及Rubisco的研究

论文题目: 条斑紫菜光系统Ⅱ的分离鉴定及Rubisco的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 海洋生物学

作者: 高政权

导师: 王广策

关键词: 红藻,条斑紫菜,叶状体,丝状体,光合作用,光系统,二磷酸核酮糖羧化酶,加氧酶,差异表达,可溶性蛋白

文献来源: 中国科学院研究生院（海洋研究所）

发表年度: 2005

论文摘要: 条斑紫菜(Porphyra yezoensis Udea)是一种在中国及东亚近海广泛栽培的大型海洋红藻。它营养丰富,是市场上最受欢迎的海产品之一。本研究主要包括以下三部分:(1)分别用超速离心和差速离心的方法收集条斑紫菜(P. yezoensis)叶状体的类囊体膜,并用不连续蔗糖密度梯度离心对类囊体膜进行纯化。用不同浓度的 SDS 和 Triton X-100 分别增溶纯化后的类囊体膜,第二次不连续蔗糖密度梯度离心后,从用两种方法得到的类囊体膜中都分离出了有较强 DCIP 光还原活性的以条斑紫菜叶状体光系统Ⅱ(PSⅡ)颗粒。分别测定了用两种方法收集的类囊体膜的常温吸收光谱,常温荧光光谱,研究了它们的蛋白组分。发现它们的光谱性质和蛋白组成成分几乎完全相同。检测了 PSⅡ颗粒的吸收光谱和发射光谱,并鉴定了它的蛋白组分。除广泛存在于其它植物 PSⅡ的蛋白成分外,还检测到了 cyt c-550 和红藻所独有的 20kD 蛋白。这是除单细胞淡水红藻 Cyanidium caldarium 外,首次报道在大型海洋红藻 PSⅡ中发现 20kD 蛋白。此外,在条斑紫菜叶状体 PSⅡ中还发现了 14kD 和 16kD两种新蛋白,但未检测到广泛存在于单细胞红藻和蓝藻 12kD 蛋白。至于14kD 和 16kD 两种蛋白,以前尚未见到有关报道。本文对分离海藻 PSⅡ的传统方法无论在类囊体膜分离、增溶、PSⅡ分离还是蛋白染色都成功地进行了一些改进。(2)用与上述同样的方法分离出了有较强 DCIP 光还原活性的条斑紫菜丝状体 PSⅡ颗粒。测定了条斑紫菜丝状体类囊体膜和的常温吸收光谱、常温荧光光谱和放氧活性、并研究了 PSⅡ颗粒的蛋白组分。发现丝状体类囊体膜和 PSⅡ颗粒不仅光谱性质与叶状体类囊体膜和 PSⅡ颗粒有较大差别,PSⅡ颗粒蛋白组分也有区别。除广泛存在于其它高等植物 PSⅡ的蛋白外,还发现了一种高分子量 102kD 蛋白,与条斑紫菜叶状体 PSⅡ颗粒不同的是,除了 102kD 蛋白外,有 DCIP 光还原活性和放氧活性的条斑紫菜丝状体 PSⅡ颗粒还发现有 cyt b-559 和 12kDa蛋白,但没有 cyt c-550、20kD、16kD 和 14kD 蛋白。这说明即使是同一物种的两种不同世代,条斑紫菜丝状体和条斑紫菜叶状体的进化地位也

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目录

第一章 文献综述

一 光合作用的研究历史

二 光合作用的机理

三 光合生物的进化与色素-蛋白质复合物的多样性

1 叶绿素蛋白质复合物的研究历史

2 PSⅠ色素-蛋白质复合物

2.1 高等植物PSI色素-蛋白质复合物

2.1.1 高等植物PSⅠ核心蛋白质复合物（CCⅠ）

2.1.2 高等植物PSⅠ捕光色素蛋白复合物

2.2 藻类PSⅠ叶绿素蛋白复合物

2.2.1 藻类PSI核心复合物CCⅠ

2.2.2 藻类PSⅠ复合物小结

2.2.3 PSⅠ捕光色素蛋白复合物LHCⅠ

3 PSⅡ色素-蛋白质复合物

3.1 高等植物PSⅡ色素蛋白复合物

3.1.1 高等植物CCⅡ色素蛋白复合物

3.1.1.1 CCⅡRC

3.1.1.2 CCⅡRC的组成

3.1.2 高等植物PSⅡ捕光色素蛋白复合物

3.1.2.1 PSⅡ捕光色素蛋白复合物的组成

3.1.3 高等植物PSⅡ捕光色素蛋白复合物的结构

3.2 藻类PSⅡ叶绿素蛋白复合物

3.2.1 藻类PSⅡ核心复合物

3.2.2 藻类PSⅡ捕光叶绿素复合物

3.2.2.1 捕光Chla/b蛋白复合物

3.2.1.2 捕光Chla/c蛋白复合物

4 红蓝植物的叶绿素蛋白质复合物研究进展

4.1 光合生物的进化路线

5 小结

四 1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶的研究进展

1 Rubisco的结构

2 Rubisco的分离纯化和活性测定方法

3 Rubisco的研究进展

第二章 条斑紫菜叶状体PSⅡ颗粒的分离

一 材料与方法

1 材料的采集和前处理

1.1 材料来源

1.2 材料前处理

1.3 剪切材料

1.4 材料与提取缓冲液混合

1.5 材料的捣碎

1.6 残渣回收

1.7 超声波处理

2 用传统的超速离心方法收集条斑紫菜叶状体的类囊体膜

2.1 收集类囊体膜粗制品

2.2 重新悬浮类囊体膜粗制品

2.3 条斑紫菜叶状体类囊体膜的粗制品的纯化

2.4 测定叶绿素a浓度

2.5 从纯化的类囊体膜中分离 PSⅡ粒子

3 用差速离心的方法收集条斑紫菜叶状体的类囊体膜

3.1 收集类囊体膜粗制品

3.2 重新悬浮类囊体膜粗制品

3.3 条斑紫菜叶状体类囊体膜的粗制品的纯化

3.4 测定叶绿素a 浓度

3.5 从纯化的类囊体膜中分离 PSⅡ粒子

4 对从两种不同方法收集的类囊体膜中的分离出来的各条色素带进行光谱检测

4.1 吸收光谱测定

4.2 荧光光谱测定

5 DCIP 光还原活性的测定

6 SDS-PAGE

二 结果与讨论

1 条斑紫菜叶状体类囊体膜的收集和纯化

2 条斑紫菜叶状体类囊体膜 PSⅡ粒子的分离

3 各样品的光谱特征

4 DCIP 光还原活性的测定结果

5 两种不同方法收集到的类囊体膜的总蛋白组分和从中分离出来的 PS Ⅱ颗粒的蛋白组分

第三章 条斑紫菜丝状体光系统 II 的分离

一 材料与方法

1 材料的采集和前处理

1.1 材料来源

1.2 材料的采集

1.3 材料与提取缓冲液混合

1.4 材料的捣碎

1.5 残渣的回收

1.6 超声波处理

2 用差速离心的方法收集条斑紫菜叶状体的类囊体膜

2.1 收集类囊体膜粗制品

2.2 重新悬浮类囊体膜粗制品

2.3 条斑紫菜丝状体类囊体膜粗制品的纯化

2.4 测定叶绿素a 浓度

3 从纯化的类囊体膜中分离 PSⅡ粒子

4 对分离出来的各条色素带进行光谱检测

4.1 吸收光谱测定

4.2 荧光光谱测定

5 放氧活性的检测

6 DCIP光还原活性的测定

7 SDS-PAGE

二 结果与讨论

1 条斑紫菜叶状体类囊体膜的收集和纯化

2 从条斑紫菜丝状体类囊体膜中分离 PSⅡ粒子的分离

3 各样品的光谱特征

4 DCIP 光还原活性的测定结果

5 条斑紫菜丝状体类囊体膜中分离出来的 PSⅡ粒子的蛋白成分

6 各样品的放氧活性

第四章 1，5 二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)在条斑紫菜丝状体和叶状体中差异表达的研究

一 材料与方法

1 材料的培养、采集和前处理

2 蛋白水平上差异表达的研究

2.1 条斑紫菜丝状体和条斑紫菜叶状体的总可溶性蛋白的提取

2.2 Rubisco 的鉴定

2.3 Rubisco 在条斑紫菜叶状体和丝状体里蛋白水平差异表达研究

2.3.1 Rubisco 在条斑紫菜冰冻叶状体和自培丝状体里蛋白水平差异表达研究

2.3.2 Rubisco在不同季节条斑紫菜叶状体和高温条件下培养的丝状体里蛋白水平差异表达研究

3从Rubisco在条斑紫菜丝状体和条斑紫菜叶状体羧化活性的差异来进行研究

3.1 器材与试剂

3.1.1 实验仪器

3.1.2 实验试剂

3.2 实验步骤

3.3.1 酶粗提液的准备

3.3.2 Rubisco酶活力的测定

3.3.3 Rubisco活力的计算

4 条斑紫菜丝状体和条斑紫菜叶状体磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC)活性差异的研究

4.1 器材与试剂

4.1.1 实验仪器

4.1.2 实验试剂

4.2 实验步骤

4.2.1 酶提取液的准备

4.2.2 PEPC酶活力的测定

二 结果与讨论

1 Rubisco 的鉴定

2 Rubisco 在条斑紫菜叶状体和丝状体里蛋白水平差异表达研究

3 Rubisco 羧化酶与 PEPC 酶活性的测定结果

结论

参考文献

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致谢

发布时间: 2005-07-05

参考文献

• [1].具生物钟表达特性的Rubisco活化酶和锰稳定蛋白的结构功能研究[D]. 张峰.浙江大学2005
• [2].小麦叶片中Rubisco大亚基的降解及相关蛋白水解酶的研究[D]. 张列峰.南京农业大学2007
• [3].冷胁迫下拟南芥不溶性蛋白质和Rubisco结合蛋白质的差异分析[D]. 孙立文.吉林大学2009
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