江蓠属藻胆蛋白的研究──Ⅱ.龙须菜藻胆蛋白光谱特性和荧光动力学研究

本文以野生型和突变型龙须菜为材料,测定了完整藻体的室温吸收光谱、77K低温荧光发射光谱和叶绿素诱导荧光动力学曲线.野生型(Wt)和黄色突变体(Ye100)的室温吸收光谱有435、498、540、566、618、640和680nm7个吸收峰;绿色突变体Gr180和Gr184则只有除540nm以外的6个吸收峰.3种突变体的藻红蛋白含量均比野生型少,两种绿色突变体的藻蓝蛋白含量相对有所增加,别藻蓝蛋白含量变化不明显.77K低温荧光发射发谱(激发光分别为436、540和580nm)的结果表明:在发射峰的波长上,4种材料没有明显的区别,但Wt中PE吸收的光能传递效率比较低.叶绿素诱导荧光动力学曲线显示Wt的光系统Ⅱ活性、光系统Ⅱ原初光能转化效率及光合碳代谢活性都高于突变体.     

藻红蛋白研究进展

高等植物的主要光合色素是叶绿素a和叶绿素b,而红藻、蓝藻和隐藻的光合色素是叶绿素a和藻胆蛋白。藻胆蛋白包括藻红蛋白(Phycoerythrin,PE)、藻蓝蛋白(Phycocyanin,PC)、异藻蓝蛋白(Allophy-cocyanin,APC)和藻红蓝蛋白(Phycoerythrocyanin,PEC)等,氨基酸序列和免疫交叉反应结果显示PEC归于PC之中。它们各有自己独特的吸收光谱和荧光发射光谱。PE,PC,APC在藻体类囊体膜上顺序排列,加上连接蛋白构成藻胆体,其结构如图1所示。藻胆蛋白能高效率地捕获光能并传递给光系统,光能传递的方向为PE→PC→APC→chla。对藻胆蛋白结构与功能…     

江蓠属藻胆体的研究 Ⅱ.藻胆体的荧光光谱特性

报道以青岛野生型龙须菜（ｗｔ）、黄色突变体（ｙｅ１００）、４株绿色突变体（ｇｒ１８０、ｇｒ１８４、ｇｒ１８６、ｇｒ１８８）、委内瑞拉野生型龙须菜（ｌｖ）、南非野生型龙须菜（ｓａ）及真江蓠（ｇａ）为材料,用蔗糖密度梯度离心法得到完整的藻胆体。用５４０ｎｍ激发,野生型的荧光发射峰位于５７８ｎｍ和６７０ｎｍ,相对荧光强度ＦＡＰＢ／ＦＰＥ的比值为１．５０。几种材料的ＰＥ和ＡＰＢ荧光发射峰没有明显区别（不超过２ｎｍ）,但两峰荧光强度比值显著差异。结果显示ｌｖ的ＦＡＰＢ／ＦＰＥ比值最低,只有１．２０,ｇｒ１８６的比值最高,为５．６７,野生型中ｓａ也比较高,为４．７９。用６７０ｎｍ激发,野生型龙须菜的荧光社发光谱有５个峰,分别为４９９ｎｍ、５４０ｎｍ、５６８ｎｍ、６１４ｎｍ、６５０ｎｍ,与其吸收光谱一一对应。野生型和突变体、不同产地龙须菜及真江蓠的荧光发射峰的波长都与其吸收光谱相对应。     

钝顶螺旋藻藻胆蛋白的提取及其特征初报

作者采用细胞破碎，等电点沉淀的方法，提取、分离螺旋藻的藻胆蛋白，并在藻胆蛋白中检测到１７种氨基酸。文中还研究了在５００－７００ｎｍ波长范围内不同外界因子对藻胆蛋白理化特性的影响，结果表明：（１）不同的ｐＨ值，藻胆蛋白液颜色及吸收光谱的形状和强度不同。当ｐＨ为４和５．５时，藻胆蛋白液呈绿蓝色，吸收峰在６２５ｎｍ处，而ｐＨ为７，吸收峰移至６００ｎｍ。（２）藻胆蛋白热稳定性差，吸收光谱强度随着温度升高而     

江蓠属不同种质资源中藻胆蛋白和琼胶含量差异及综合提取工艺研究

藻胆蛋白和琼胶是来源于藻类的重要活性物质,随着藻胆蛋白和琼胶需求量的日益提升,寻找合适的提取原料尤为重要。本研究比较了中国8种常见江蓠(Gracilaria)的藻胆蛋白和琼胶含量,建立了一种环保的综合提取工艺并进一步优化了琼胶提取条件。研究结果显示不同品种江蓠的藻胆蛋白和琼胶含量有显著差异,张氏江蓠(Gracilaria changii)的藻胆蛋白和琼胶含量相对较高。以张氏江蓠为综合提取藻源,藻蓝蛋白的得率为0.073mg/g,藻红蛋白得率为0.088mg/g,通过单因素实验和正交模型优化琼胶提取工艺,最佳提取工艺为碱浓度4%,碱处理时间2h,碱处理温度65℃,琼胶得率为43.51%。结果表明,张氏江蓠有较高生物资源利用率,综合提取藻胆蛋白和琼胶可以提高张氏江蓠的应用价值,研究为张氏江蓠的综合开发提供理论依据。     

红藻藻胆蛋白的分离与鉴定

植物的光合器官通常含有叶绿素、类胡罗卜素和藻胆蛋白三类色素。藻胆蛋白主要包括藻红蛋白、藻蓝蛋白和变藻蓝蛋白。藻胆蛋白是水溶性的,这些蛋白质以共价键与发色团相连。R代表红藻纲,C代表蓝藻纲。 藻胆蛋白主要分布在蓝藻、红藻和隐藻中,是光合作用的辅助色素,当藻红蛋白吸收了光能后,将能量传递给藻蓝蛋白,然后经过变藻蓝蛋白传递给叶绿素a以进行光合作用。因而,藻胆蛋白是进行光合作用的主要光接受器。     

不同生长期坛紫菜中藻胆蛋白的含量变化

于１９９０年９－１２月在青岛海区人工养殖筏采集坛紫菜，提取混合藻胆蛋白，第其经羟基磷灰石柱层析，分离出Ｒ－藻红蛋白（ＲＰＥ）、Ｒ－藻蓝蛋白（ＲＰＣ）和变藻蓝蛋白（ＡＰＣ）。测定了３个不同生长发育阶段的北移坛紫菜中各藻胆蛋白的含量，并与南方坛紫菜做了比较研究。结果表明，坛紫菜生长初期和盛期藻胆蛋白含量较高；到末期大幅度降低，降低的幅度为ＲＰＥ〉ＲＰＣ〉ＡＰＣ。各种藻胆蛋白的光谱特性不随藻体的生长发育     

坛紫菜中藻胆蛋白的性质与化学组成研究

坛紫菜(于1988年采自青岛太平角海区人工养殖筏上)的水溶性色素粗提物经过硫酸铵沉淀和羟基磷灰石(HA)柱层析后,分离出藻蓝蛋白(RPC)、藻红蛋白(RPE)和变藻蓝蛋白(APC)。在中性介质中,其吸收光谱和荧光发射光谱与文献报道基本一致;但在酸性(pH=3)或碱性(pH=12)介质中,吸收光谱较在中性介质中有明显改变,原有的荧光性质也消失。RPC和APC只分离到一种聚集体,但RPE有两种不同的聚集体。用SephadexG—100凝胶过滤方法测量藻胆蛋白的分子量分别为:RPC117000,APC112000,小分子RPE38000,大分子RPE232000。对三种藻胆蛋白的氨基酸分析的结果表明,三种藻胆蛋白中都是酸性氨基酸的含量大于碱性氨基酸的含量。     

利用多功能裂合酶CpcE/F合成非天然重组藻胆蛋白

藻胆蛋白裂合酶是催化藻胆色素与脱辅基藻胆蛋白亚基共价连接的裂合酶,在藻胆蛋白的生物合成途径中发挥着重要作用。本实验以藻蓝蛋白裂合酶Cpc E/F为研究对象,采用基因工程组合表达技术,构建了pCDFDuet-apcA-cpcE/F-hox1-pebS、pCDFDuet-pecA-cpcE/F-hox1-pebS等重组质粒,并导入大肠杆菌中,在IPTG的诱导下,成功表达得到两种非天然藻胆蛋白ApcA-PEB和PecA-PEB,这表明Cpc E/F不仅可以催化藻蓝胆素和脱辅基藻蓝蛋白的结合,还可以催化藻红胆素(PEB)与别藻蓝蛋白α-亚基(ApcA)和藻红蓝蛋白α-亚基(PecA)的结合,因此是一种多功能的裂合酶。根据重组产物的光谱特征峰分析发现,ApcA-PEB和PecA-PEB作为两种非天然存在的重组藻胆蛋白,具有与对应天然藻胆蛋白有着相近的特征吸收光谱和荧光发射峰,但同时具有明显的波长偏移并伴有色素异化现象,其光谱学性质主要由其所携带的色素基团决定。另外,荧光寿命衰减分析发现,不同脱辅基蛋白对于重组藻胆蛋白的光谱稳定性具有重要的影响。     

重组藻胆蛋白与高等植物类囊体膜之间能量传递的研究

为了探究藻胆蛋白与高等植物类囊体膜之间的光能传递规律,验证重组藻胆蛋白是否可以与高等植物类囊体膜之间的光能传递,本研究分别提取了重组藻红蛋白、重组藻蓝蛋白以及菠菜和韭菜的类囊体进行混合孵育,然后进行了全波长吸收光谱以及荧光光谱检测。结果显示:混合孵育时间为10~20 min有利于重组藻红蛋白和藻蓝蛋白与类囊体膜结合并进行光能传递,最适混合孵育时间随重组藻胆蛋白和类囊体的种类不同而稍有不同;重组藻红蛋白不能与菠菜或韭菜的类囊体膜直接发生光能传递,但是当体系中添加重组藻蓝蛋白的时候就可以;重组藻蓝蛋白可以与类囊体中的叶绿素a直接进行光能传递,使得叶绿素a的荧光发射峰值显著提升,当藻红蛋白和藻蓝蛋白的比例是1∶2时,光能传递效率较高。本研究为藻胆蛋白在构建新型光合系统中的应用提供实验依据。     

钝顶螺旋藻藻胆蛋白的提取及其特性初报

作者采用细胞破碎,等电点沉淀的方法,提取、分离螺旋藻的藻胆蛋白,并在藻胆蛋白中检测到17种氨基酸。文中还研究了在500～700nm波长范围内不同外界因子对藻胆蛋白理化特性的影响,结果表明:(1)不同的pH值,藻胆蛋白液颜色及其吸收光谱的形状和强度不同。当pH为4和5.5时,藻胆蛋白液呈绿蓝色,吸收峰在625nm处,而pH为7,吸收峰移至600nm处,溶液呈蓝色,pH为8.5和10时,出现双峰,分别位于600nm和650nm处。(2)藻胆蛋白热稳定性差,吸收光谱强度随着温度升高而迅速下降。温度在30℃以下,藻胆蛋白较稳定。(3)藻胆蛋白对光照较敏感。(4)10％乙醇、10％蔗糖、1％NaCl对藻胆蛋白均有不同程度的增色效应。     

细基江蓠繁枝变型琼胶的研究

我国的江蓠约有２０多种。已深入研究过的有：真江蓠、细基江蓠、龙须菜、芋根江蓠、海南江蓠、节江蓠、绳江蓠、缢江蓠、凤尾菜和扁江蓠等［１－３］。近年来，在我国养殖数量最大的一种是细基江蓠繁枝变型（Ｇｒａｃｉｌａｒｉａｔｅｎｕｉｓｔｉｐｉｔａｔａ（ＣｈａｎｇｅｔＸｉａｆ．ＬｉｕｉＺｈａｎｇｅｔＸｉａ）。该种江蓠比较容易养，故在海南、广东和广西沿海地区养殖较多，成为目前南方琼胶厂使用较多的一种原料。但对这种江蓠所含琼胶的性质和组成尚未研究过，故笔者对此进行了全面的研究。１材料与方法１．１材料细基江蓠繁枝…     

几种红藻和蓝藻藻胆体的分离和光谱特性

本文分析了高等红藻龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)藻胆体的吸收光谱和荧光光谱,并与低等红藻条斑紫菜(Porphyra yezoensis)及蓝藻钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)作了比较研究。龙须菜藻胆体的吸收峰位于498nm、541nm、565nm、620nm和650nm。荧光发射峰位于576nm和672nm。从光谱学性质和能量传递分析,龙须菜和条斑紫菜胆体的组成、结构相似,但有细微差别。而螺旋藻藻胆体的组成、结构则与两种红藻差别较大。     

龙须菜(Gracilariopsis)/江蓠(Gracilaria)的生长和种质特性分析

龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)是具有重要经济价值和生态效益的大型红藻, 主要用作琼胶提取原料和鲍的饵料。本研究利用生理生化、液相色谱-质谱联用和氨基酸分析等方法, 比较了龙须菜(Gp. lemaneiformis) (wt、981、Gl-1、Gl-s、Gl-g)、异枝龙须菜(Gp. heterocla, Gh)和细基江蓠繁枝变种(Gracilaria tenuistipitata var. liu, Gt)的生长及藻胆蛋白、琼胶、红藻糖苷和氨基酸等的差异, 以期为龙须菜/江蓠栽培中的种质区分及选择提供参考。结果表明Gt在23 ℃和30 ℃条件下生长均最快, 其相对生长速率分别为野生型龙须菜(wt)的2.19倍和2.49倍。龙须菜Gl-s中藻胆蛋白浓度最高, 为wt的1.91倍。除了Gt之外, 其余6种藻中琼胶产率较高(16.22%~18.91%)。Gt中红藻糖苷和海藻糖积累最多, 分别为wt的3.50倍和1.81倍。Gl-g、Gl-s、Gt和Gh多糖丰富, 在36.89%~40.23%; 龙须菜981、Gl-1、wt和Gl-s总氨基酸浓度较高, 在152.35~161.32 mg·g^–1干质量之间, 并且981、Gl-1、Gl-s氨基酸评分较优。综合以上结果, 龙须菜981、Gl-1和Gl-s的藻胆蛋白、琼胶和氨基酸等均显著优于其他藻, 并且生长较快, 可用于琼胶、藻胆蛋白及多糖的提取或鲍的饵料; 而细基江蓠繁枝变种生长快、红藻糖苷和海藻糖丰富, 可大规模栽培用作鲍的饵料。该研究为丰富及开发利用中国大型海藻种质资源提供了重要的资料。     

中国产紫菜属藻胆蛋白的研究

本研究以羟基磷灰石(Hydroxyla patite)为吸附剂的柱层析法分离和纯化了中国产紫菜属(Porphyra)6种紫菜——条斑紫菜(P.yezoensis)、少精紫菜(P.oligospermatangia)、华北半叶紫菜(P.katadai var.hemiphylla)、甘紫菜(P.tenera)、坛紫菜(P.haitanensis)和边紫菜(P.marginata)——中的藻胆蛋白。吸收光谱测定的结果显示,R-藻红蛋白(R-phycoerythrin)和变藻蓝蛋白(Allophycocyanin)存在于所研究的6种紫菜中,而C-藻蓝蛋白(C-phycocyanin)只出现于甘紫菜、条斑紫菜、少精紫菜和华北半叶紫菜中,而R-藻蓝蛋白(R-phycocyanin)则只出现于坛紫菜和边紫菜中。     

高纯度藻胆蛋白的分离纯化研究进展

藻胆蛋白在食品、化妆品等领域中具有广泛的应用前景,同时也可以作为医学研究中的荧光标记物和氧化应激疾病的潜在治疗药物。高纯度藻胆蛋白的分离纯化一直是国内外的研究热点。目前,蓝藻中的螺旋藻和红藻中的微藻紫球藻是研究较多的材料,龙须菜近年来的广泛种植,扩大了原材料的来源。藻胆蛋白的粗提主要是由物理破碎和化学沉淀组成,破碎的方法因原料的不同而具有一定的差异。高纯度的藻胆蛋白获取主要是通过离子交换,疏水层析等方法,这些方法耗时长,回收率低;双水相萃取,利凡诺沉淀,壳聚糖和活性碳吸附沉淀为人们分离纯化藻胆蛋白提供了新的思路。     

藻胆蛋白的研究概况(Ⅰ)——藻胆蛋白的种类与组成

藻胆蛋白主要存在于蓝藻、红藻、隐藻和少数一些甲藻中 ,其主要功能是作为光合作用的捕光色素复合体 ,在一些藻类中藻胆蛋白也可以作为储藏蛋白 ,以使藻类在氮源缺乏的季节得以生存。目前 ,对藻胆蛋白的基础研究方兴未艾 ,取得了一些重要的结果。同时由于发现藻胆蛋白有广泛的应用前景 ,因而备受人们的关注。本文就藻胆蛋白的种类及组成方面的研究概况作一综述。１藻胆蛋白的种类已知的藻胆蛋白主要可以分为４大类 ,即藻红蛋白（Ｐｈｙｃｏｅｒｙｔｈｒｉｎ）、藻蓝蛋白（Ｐｈｙｃｏｃｙａｎｉｎ）、藻红蓝蛋白（Ｐｈｃｏｅｒｙｃｙａｎｉｎ…     

龙须菜藻红蛋白亚基基因的克隆及监测

龙须菜 (Ｇｒａｃｉｌａｒｉａｋｅｍａｎｅｉｆｏｒｍｉｓ)是红藻门江篱属中一种重要的产琼红藻 ,具有巨大的潜在经济价值。红藻以藻胆蛋白为捕光色素［１］ ,藻胆蛋白主要由藻红蛋白 ( ｐｈｙｃｏｅｒｙｔｈｒｉｎ,ＰＥ)、藻蓝蛋白 ( ｐｈｙｃｏｃｙａｎｉｎ,Ｐｃ)和别藻蓝蛋白 (ａｌｌｏｐｈｙｃｏｃｙａｎｉｎ,ＡＰＣ)组成。ＰＥ直接产于光合作用 ,是第一级天线捕光色素 ,对藻体生理活动有重大影响 ,ＰＥ还可作为光合生物进化的标志 ,在实际应用中 ,由于其优良的荧光特性 ,被广泛用作标记物质。另外 ,其光吸收区位于叶绿素ａ不能吸收…     

钝顶螺旋藻C-藻蓝蛋白和多管藻R-藻红蛋白的分离纯化及摩尔消光系数的测定

１９９３年１１月～１９９４年１月用简单的羟基磷灰石柱层析法从多管藻中分 离纯化了Ｒ－藻红蛋白和从钝顶螺旋藻中纯化了Ｃ－藻蓝蛋白，它们的纯度（指可见 光部分的最大吸收与 ２８０ｎｍ处吸收值之比）可分别达到 ６（Ｒ－藻红蛋白）和 ５． ５（Ｃ－ 藻蓝蛋白）。由于不同藻种的同种藻胆蛋白的摩尔消光系数不同，所以应用凯氏定 氮法并结合可见光的吸收值测定了上述两种藻胆蛋白的摩尔消光系数，钝顶螺旋 藻Ｃ－藻蓝蛋白为１．８５３ × １０６ｍｏｌ－１ｃｍ－１（６２０ｎｍ），多管藻Ｒ－藻红蛋白为１．７９６ × １０６ｍｏｌ－１ｃｍ－１（４９８ｎｍ），为藻胆蛋白的浓度测定提供了方便。     

粤东地区江蓠属Gracilaria(江蓠科,红藻门)的形态分类学

在2011~2013年间对粤东地区进行了20余次野外大型海藻资源调查,采集了大量标本。利用形态特征,对部分标本进行了分类学研究。经鉴定,标本中包含江蓠属5个种及变种,即芋根江蓠Gracilaria blodgettii Harvey、异枝江蓠G.bailinae Chang et Xia、细基江蓠G.tenuistipitata Chang et Xia、细基江蓠繁枝变种G.tenuistipitata var.liui Zhang et Xia、长喙江蓠G.longirostris Zhang et Wang。它们的主要鉴定特征分别为:芋根江蓠的分枝基部明显缢缩;异枝江蓠的藻体暗绿色,初级分枝围绕主轴互生、偏生或叉分;细基江蓠的藻体主轴基部纤细,分枝简单;细基江蓠繁枝变种的藻体纤细,分枝繁多;长喙江蓠的囊果具有明显的长喙状突起。其中,芋根江蓠和异枝江蓠在粤东地区属首次报道,文章对其进行了较详细的介绍。该研究结果丰富了粤东江蓠属的物种多样性,为粤东地区江蓠属物种资源的保护和利用提供了分类学依据。