10116.細胞色素b6f復合體中chlα光保護機制研究

1、ClassifiedIndex：Q量!墨：蘭UDC：580SecrecyRate：PublicizedUniversityCode：10082HebeiUniversityofScienceandTechnologyDissertationfortheMasterDegreeStudyonthePhotoprotectionMechanismoftheChlorophyllaintheCytochromebcfComplexCandid

2、ate：Supervisor：AssociateSupervisor：AcademicDegreeApppfiedfor：Speciality：Employer：DateofOralExaminatiOH：LuYafeiAssocProfChenXiaoboMasterofscienceBotanyCollegeofBiologicalScienceandEngineeringMay2014摘要摘要光合膜蛋白細胞色素bJ復合體(C計od

3、Ⅱomeb礦complex，簡稱CytbOO是光合電子傳遞鏈中三個重要的膜蛋白復合體之一，位于光系統(tǒng)II和系統(tǒng)I之間，介導兩個光系統(tǒng)之間的電子傳遞，同時作為質(zhì)子泵跨膜轉(zhuǎn)運質(zhì)子，為ATP合成提供能量。Cyt6礦除了4個大亞基和4個小亞基的蛋白組分之外，每個單體還結(jié)合1分子的葉綠素a(chlorophylla，Chla)和1分子的類胡蘿卜素(carotenoid，car)。研究表明，復合體中Chla在光照條件下非常穩(wěn)定，其單線激發(fā)態(tài)(sin

4、gletexcitedstate，1Chl口木)壽命很短，僅為“200ps，熒光產(chǎn)率為～18％；而在甲醇中1Chl口：I：壽命為5“6ns，熒光產(chǎn)率為20％～30％。推測該Chla光穩(wěn)定的原因是CytbJ特殊的蛋白環(huán)境快速猝滅了Chla，使Chla熒光產(chǎn)率隨之降低，最終導致Chla三線態(tài)(tripletexcitedstate，3Chl口木)和隨后的單線態(tài)氧(102木)產(chǎn)率降低，但是目前對這一推測尚缺乏有力的實驗證據(jù)。根據(jù)Cyt6擴27

5、A分辨率的晶體結(jié)構(gòu)【l】，Chla處于精細蛋白環(huán)境中，其中心Mg離子和H20分子配位，并且該H20通過氫鍵與復合體亞基Ⅳ的氨基酸G136和T137相互作用。本研究基于這一結(jié)構(gòu)，1)以集胞藻6803(synechocystisspPCC6803)為材料，利用分子生物學手段，對Cyt6礦亞基Ⅳ的G136、T137氨基酸定點突變；2)運用生化手段分離純化Cyt6礦蛋白制劑；3)研究野生和突變cytb4蛋白制劑在強光條件下穩(wěn)定性的差異；結(jié)合時間

6、分辨光譜(Timeresolvedspectrometry，TRS)技術(shù)比較不同樣品中Chla熒光壽命的的差異。研究結(jié)果如下：1)獲得了3株集胞藻6803Cyt6礦氨基酸定點突變株，即2個單突G136A和T137A，1個雙突G136√岍137A；2)以野生和突變菌株為材料，分離純化了野生和3個突變Cyt6礦蛋白樣品；3)通過對野生和突變樣品的光破壞實驗，發(fā)現(xiàn)突變不僅導致蛋白與Chla結(jié)合能力下降，而且顯著降低了Chla的光穩(wěn)定性。在強光

7、照條件下，Cyt6礦中Chla穩(wěn)定性由高到低順序為：野生單突T137A單突G136A雙突G136A／T137A。TRS實驗表明，野生Cytb4樣品中Chla的熒光壽命為“240ps，與文獻報道吻合：而雙突G136A／T137A中，Chla熒光壽命延長到～470ps。上述結(jié)果表明在Cytbe中，Chla所處的精細的蛋白環(huán)境，特別是復合體亞基Ⅳ的氨基酸G136和T137與Cma形成的氫鍵網(wǎng)絡(luò)對其穩(wěn)定性具有重要的作用。關(guān)鍵詞光保護；細胞色素b