光系统Ⅱ放氧复合物的光组装研究

论文题目: 光系统Ⅱ放氧复合物的光组装研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 植物学

作者: 韩广业

导师: 匡廷云,李淑芹

关键词: 光系统,放氧复合物,光组装

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: 光合水氧化是地球上最重要的生化过程之一。这个过程是在位于类囊体囊腔侧的放氧复合物中完成的。光系统II中的锰簇催化中心在四个连续的氧化还原反应作用下将水裂解为四个质子和氧气。水氧化的催化中心含有四个锰、一个钙离子、一至两个氯离子和一个具氧化还原活性的YZ（D1-Y161）。在光系统II的功能性组装过程中,氧合催化中心的形成是在一个被称作光组装的作用下完成的。光组装是无机锰、钙、氯离子与光系统II蛋白结合并在光驱动下氧化形成功能性放氧中心的过程。到目前为止,放氧复合物（OEC）的结构及水氧化的机理仍不清楚,光组装的研究工作对于阐明放氧复合物的结构与功能具有重要的理论和实际意义。本论文研究了一系列具有不同配位环璄的锰化合物与去锰的PSII的光组装过程,同时研究了稀土离子LaCl3和TbCl3及重金属离子Co2+和Ni2+对PSII 放氧活性及光组装的影响。主要结果如下: 1.选择了咪唑氮配位的锰化合物和非咪唑氮配位的锰化合物与去锰的PSII 颗粒进行重组,发现化合物中锰的配位结构与其恢复电子传递能力和放氧活性之间有一定关系。研究结果表明,锰中心为锰-咪唑氮连接的化合物能够有效地恢复去锰PSII的电子传递能力和放氧活性; 而非咪唑氮配位的锰化合物恢复电子传递和放氧活性的能力都相应较低甚至没有,由此推测,咪唑氮为放氧中心锰簇的一个配体。 2.选择了两个不同价态的二核锰化合物和一个带氧桥的三核锰化合物与去锰的PSII颗粒进行重组。研究结果表明,三核锰化合物表现出比另外两个二核锰化合物更强的恢复放氧活性的能力,但其作为电子供体的能力比另外两个化合物要差。由此可推测,影响锰化合物恢复电子传递和放氧活性效率的因素是不同的。另外,三核锰化合物在重组过程中对CaCl2非常敏感,我们推测锰化合物中的羧基与Ca2+之间存在相互作用,而这种作用有助于锰的配位进而促进光组装。三个化合物重组放氧复合物能力的大小顺序为:Mn3（III）锰化合物>Mn（III）Mn（III）锰化合物> Mn（III）Mn（IV）锰化合物。

论文目录:

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英文摘要

第一章综述

1.1 引言

1.2 光合放氧复合物结构及其放氧机理的研究进展

1.3 光合放氧复合物光组装的研究进展

1.4 本论文的研究目的和设计思路

第二章放氧中心锰簇光组装平台的建立

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果

2.4 讨论

第三章咪唑氮配位的锰配合物与去锰光系统II的光组装

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果

3.4 讨论

第四章桥连多核锰配合物与去锰光系统II的光组装

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果

4.4 讨论

第五章 La~(3+)、Tb~(3+)对光系统II 放氧复合物光组装的影响

5.1 引言

5.2 实验部分

5.3 结果

5.4 讨论

第六章重金属离子Co~(2+)、Ni~(2+)对光系统II 结构与功能的影响

6.1 引言

6.2 实验部分

6.3 结果

6.4 讨论

结论

参考文献

附录博士期间发表和待发表的文章目录

致谢

发布时间: 2006-04-30

参考文献

[1].植物光系统Ⅱ外周33 kDa蛋白结构和功能研究[D]. 翁俊.中国科学院研究生院（上海生命科学研究院）2004
[2].盐胁迫对螺旋藻光合作用影响的研究[D]. 龚红梅.中国科学院研究生院（植物研究所）2006

光系统Ⅱ放氧复合物的光组装研究

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