假根羽藻细胞色素b6f蛋白复合体中α-胡萝卜素的结构与功能

论文题目: 假根羽藻细胞色素b6f蛋白复合体中α-胡萝卜素的结构与功能

论文类型: 博士论文

论文专业: 植物学

作者: 李宾兴

导师: 匡廷云,李良璧

关键词: 假根羽藻,细胞色素蛋白复合体,胡萝卜素,能量传递,光保护

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: 细胞色素b6f蛋白复合体（Cyt b6f）是光合链中连接两个光系统（PSII和PSI）的中间电子载体蛋白复合物,其主要的生理功能是催化电子传递和质子跨膜转移,形成跨膜质子电化学梯度,为ATP的合成提供能量,在光合作用光能转化过程中占有很重要的地位。细菌和莱茵衣藻Cyt b6f的晶体结构已于2003年底获得了近原子水平的解析,但有关该复合物中两种色素（Chl a和β-Car）的生理功能及其机理尚无明确的解释。预计它们将成为今后几年的研究热点,因为揭示Cyt b6f蛋白复合体中Chl a和β-Car分子的生理功能对于进一步阐明光合作用高效转能及其调控的分子机理具十分重要的意义。鉴于目前尚未见到海洋绿藻Cyt b6f的报道,本文以海洋绿藻—假根羽藻（Bryopsis corticulans）类囊体膜上的Cyt b6f蛋白复合体为对象,对其中的类胡萝卜素的分子结构与生理功能进行了比较系统地研究。首先,我们改进了原用于菠菜类囊体膜Cyt b6f的分离、纯化流程,在原流程的基础上增加了一次2 mol/L NaBr洗膜,彻底地去除了膜表面的杂蛋白; 还调整了第二次硫酸铵分级沉淀时的饱和度,并将38-45%饱和度下的沉淀物确定为需要收集的Cyt b6f制剂。采用此改进的流程,我们首次从假根羽藻类囊体膜中分离纯化了高活性、高纯度的Cyt b6f制剂。SDS-PAGE分析的结果显示该制剂的4个多肽亚基（Cytf、Cyt b6、Rieske[Fe-s]及亚基IV）的表观分子量分别为34.8、24.0、18.7和16.7 kD; Cyt b6 / f比值接近2.0,其纯度值为9.9 nmol cyt f/mg; 其催化电子传递的活性（C10-PQH2→PC）为73 e/s。HPLC和共振拉曼光谱分析表明,假根羽藻Cyt b6f中的类胡萝卜素为α-胡萝卜素分子,它是一种在Cyt b6f中尚未报道过的类胡萝卜素。定量分析表明,每个假根羽藻Cyt b6f单体中全反式（all-trans）和9顺式（9-cis）α-胡萝卜素的含量分别为0.2和0.7个分子,另外还含有1.2分子的Chl a。CD光谱分析表明该9-cis-α-胡萝卜素处在一个不对称的蛋白环境中。TLC分析表明该制剂是一种缺脂的Cyt b6f蛋白复合体。采用稳态荧光激发光谱,时间分辨吸收光谱及Chl a的光破坏实验对假根羽藻Cyt b6f中α-胡萝卜素的功能进行了研究。结果表明,Cyt b6f中α-胡萝卜

论文目录:

中文摘要

英文摘要

缩写或简称

第一章 前言

1 Cyt b_6f 的结构与功能及其研究进展

1.1 Cyt b_6f 的分离与纯化

1.2 Cyt b_6f 的组成与结构

1.3 Cyt b_6f 的生理功能

2 本论文的研究背景、目的和意义

3 参考文献

第二章 Cyt b_6f 的分离与纯化及其表征

1 材料与方法

2 结果与讨论

2.1 Cyt b_6f 的分离纯化

2.2 Cyt b_6f 制剂的表征

3 参考文献

第三章 Cyt b_6f 中类胡萝卜素的结构分析

1 材料与方法

2 结果与分析

2.1 假根羽藻Cyt b_6f 中类胡萝卜素的鉴定

2.2 Cyt b_6f 中α-胡萝卜素的CD 光谱

2.3 Cyt b_6f中α-胡萝卜素的共振拉曼光谱

3 讨论

4 参考文献

第四章 Cyt b_6f 中α-胡萝卜素的功能

1 材料与方法

2 结果与分析

2.1 假根羽藻Cyt b_6f 中色素的存在状态

2.2 Cyt b_6f 的稳态荧光激发光谱

2.3 Cyt b_6f 的亚皮秒时间分辨吸收光谱

2.4 Cyt b_6f 中α-胡萝卜素与Chl a之间的能量传递效率推算

2.5 Cyt b_6f 中Chl a 的光破坏

2.6 亚微秒时间分辨吸收光谱

3 讨论

3.1 假根羽藻Cyt b_6f 中α-胡萝卜素分子向Chl a 分子传递能量的原因及能量传递的机理

3.2 假根羽藻Cyt b_6f 中α-胡萝卜素分子对 Chl a 分子的光保护机制

3.3 假根羽藻Cyt b_6f 中Chl a 分子的可能的生理功能

3.4 假根羽藻Cyt b_6f 中两色素分子功能及相互关系的假设模式图

4 参考文献

第五章 假根羽藻Cyt b_6f 选择α-胡萝卜素的可能原因

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

4 参考文献

第六章 结论

博士期间发表及待发表文章

致谢

发布时间: 2006-04-30

参考文献

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