依赖于pH的光系统I的光合特性

论文摘要

从菠菜叶绿体中分离纯化了光系统 I（PSI）颗粒,并研究了 PSI 颗粒和脂质环境中的 PSI 颗粒（重组在磷脂 PG 脂质体中）在不同酸碱度条件下的一些光合特性。所得主要结果如下: 1、测定了 PSI 颗粒在不同 pH 条件下的室温吸收光谱,发现强酸（pH1-2）处理使 PSI 颗粒在蓝区的最大吸收峰出现明显的蓝移现象,而红区的最大吸收峰出现小的红移现象;在强碱性（pH13-14）条件下,PSI 颗粒在蓝区和红区的吸收峰均出现明显的蓝移现象。说明在强酸和强碱性条件下,Chl 分子所处的微环境均发生了改变。除此之外,强酸和强碱主要造成吸收波长较长的 683nm 状态 Chl a 分子的破坏;另外,在强碱性条件下,473nm 状态的 Chl b 分子的吸收消失,同时伴随着 647nm状态的 Chl b 分子吸收峰的出现。而在 pH3-12 的范围内,PSI 颗粒的吸收光谱无明显变化。 2、测定了 PSI 颗粒在不同 pH 条件下的低温（77K）荧光发射光谱,发现强酸和强碱处理均使 PSI 颗粒的低温荧光产量呈现下降的趋势,F720-740/F680 的比值也随之下降,而且 PSI 颗粒的特征长波长荧光峰位出现蓝移现象,说明强酸和强碱主要影响了能量向长波长 Chl a 分子的传递过程。另外,pH14 时于 680nm 左右出现了一个新的荧光发射峰,说明强碱处理使部分 LHCI-680 组分从 PSI-CC 上解离下来,从而抑制了能量由 LHCI-680 向 LHCI-730 的传递,以及向 P700 反应中心的传递。在磷脂 PG 环境中,PSI 颗粒的低温荧光发射峰发生了更为明显的蓝移,强碱性条件下 680nm 处的荧光峰更加明显,而且强酸处理也使 PSI 颗粒出现了 680nm新的荧光峰,说明在脂质环境中,PSI 中的 LHCI-680 组分更容易受到 H+和 OH-的影响。 3、测定了不同 pH 条件下 PSI 颗粒的相对耗氧速率,发现 pH9 时 PSI 颗粒有最大的电子传递活性,低于或高于这个 pH 值均使 PSI 的活性下降,说明 PSI 颗粒的光化学活性对 pH 有一定的依赖性;而在 PG 存在的条件下,PSI 颗粒的最大耗氧活性出现在 pH10 处。同时发现,在 PG 环境中,各种 pH 条件下 PSI 颗粒的电子传递活性均有所提高。 4、测定了 PSI 颗粒在 830nm 处吸收值的变化情况,以探讨 PSI 颗粒在不同 pH条件下氧化还原状态的改变。结果显示,相比于对照,弱碱性条件（pH8-12）下 PSI反应中心 P700 的氧化还原电势增加,而在酸性（pH1-6）和强碱性（pH13-14）条件下,P700 反应中心的氧化还原能力下降。这说明 P700 反应中心对弱碱性条件有一定的耐受能力,而对酸处理却非常敏感,少量的 H+即使 P700 的氧化还原能力受

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1、引言
• 2、文献综述
• 2.1 PSI 核心复合物各蛋白亚基的结构与功能
• 2.1.1 反应中心PsaA/PsaB
• 2.1.2 PsaC 蛋白
• 2.1.3 其它膜外周蛋白
• 2.1.4 其它膜内周蛋白
• 2.2 PSI 复合物的外周天线系统（LHCI）
• 2.3 PSI 中的能量传递
• 2.4 PSI 介导的电子传递
• 2.5 蓝藻PSI 的三维晶体
• 2.6 PG 的结构、功能和生物合成
• 2.6.1 PG 的结构
• 2.6.2 PG 的特性与分布
• 2.6.3 PG 的生物合成
• 2.6.4 PG 的生理功能研究
• 2.7 蓝藻PG 的分子生物学研究
• 3、材料和方法
• 3.1 实验材料
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 PSI 颗粒的制备
• 3.2.2 PSI 颗粒叶绿素含量的测定
• 3.2.3 PSI 电子传递速率的测定
• 3.2.4 酸和碱处理PSI 颗粒
• 3.2.5 吸收光谱的测定
• 3.2.6 室温及低温（77K）荧光光谱的测定
• 3.2.7 PSI 颗粒在83011m 处的吸收值的测定
• 3.2.8 CD 光谱的测定
• 3.2.9 PSI 多肽组分的SDS-PAGE 分析
• 3.2.10 蓝藻PG 合成酶基因的克隆及功能鉴定
• 4、结果与分析
• 4.1 PSI 颗粒的光谱学特性
• 4.1.1 PSI 颗粒的室温吸收光谱
• 4.1.2 PSI 颗粒的低温荧光光谱
• 4.1.3 PSI 颗粒的室温荧光光谱
• 4.1.4 PSI 颗粒的CD 光谱
• 4.2 pH 对PSI 颗粒光谱学特性的影响
• 4.2.1 不同pH 条件下PSI 颗粒的吸收光谱分析
• 4.2.2 不同pH 条件下PSI 颗粒的低温荧光发射光谱
• 4.2.3 不同pH 条件下PSI 颗粒的低温荧光激发光谱
• 4.2.4 不同pH 条件下PSI 颗粒的室温荧光光谱
• 4.2.5 不同pH 条件下PSI 颗粒的CD 光谱分析
• 4.2.6 不同pH 条件下PSI 颗粒83011m 处吸收值的变化
• 4.2.7 酸碱性条件下PSI 颗粒电子传递活性的变化
• 4.2.8 酸碱性条件下PSI 多肽组分的分析
• 4.3 不同pH 条件下重组 PSI 体系的光合特性
• 4.3.1 pH 对重组PSI 颗粒低温荧光发射光谱的影响
• 4.3.2 pH 对重组PSI 颗粒室温荧光光谱的影响（44011m 激发）
• 4.3.3 pH 对重组PSI 颗粒CD 光谱的影响
• 4.3.4 pH 对重组PSI 颗粒83011m 吸收值的影响
• 4.3.5 pH 对重组PSI 颗粒电子传递活性的影响
• 4.4 蓝藻光合膜磷脂酰甘油合成酶基因的克隆及功能鉴定
• 4.4.1 载体的构建
• 4.4.2 变异株的筛选和初步检测
• 5、讨论与结论
• 5.1 PSI 活性与pH 的关系
• 5.2 PSI 活性与PG 的关系
• 5.3 问题与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 待发表的学术论文