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…     

江蓠属藻胆蛋白的研究──Ⅰ 诱变、突变体筛选及藻胆蛋白的光谱特性

用N-甲基-N′-硝基-N-亚硝基胍（MNNG）对龙须菜配子体进行诱变处理，并筛选出色素突变体。又以真江蓠、细基江篱繁枝变型、龙须菜及其突变体为材料进行了藻胞蛋白的提取、纯化及藻胆蛋白光谱特性的研究。结果表明，江蓠属三个物种藻胆蛋白的含量有明显差异，龙须菜的野生型藻体与突变体之间藻胆蛋白含量的差异比不同物种之间的差异更为显著。江蓠属三个物种中藻胆蛋白的吸收光谱中以藻红蛋白（PE）变化最大：细基江蓠繁枝变型PE的吸收光谱有二峰一肩，属Ⅰ型R-PE，而真江蓠和龙须菜的PE的吸收光谱有三个峰，属Ⅱ型R－PE：龙须菜的不同突变型藻体的吸收光谱也有Ⅰ型和Ⅱ型R－PE之分。不同物种藻蓝蛋白也有R－PC和C－PC的差异，异藻蓝蛋白的吸收光谱及三种藻胆蛋白的荧光发射光谱也略有变化。并以光合进化的观点分析了本文的实验结果。     

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。     

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。     

海水钝顶螺旋藻富硒及其含硒藻蓝蛋白的研究

研究了亚硒酸钠梯度浓度对海水钝顶螺旋藻Spirulina platensis生长及藻胆蛋白含量的影响,对含硒藻蓝蛋白进行分离纯化,得到含硒藻蓝蛋白纯品。结果表明,硒添加浓度小于100mg.L-1时,对藻体生长有一定的促进作用,其生物量、藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白含量有增加,藻体硒含量及富硒系数明显高于文献报道的相似条件下的淡水螺旋藻;纯化的含硒藻蓝蛋白溶液在弱光照、低温、pH4—8的范围内稳定性较好;含硒藻蓝蛋白的光谱特性与藻蓝蛋白相比几乎没有差异,紫外与可见光吸收光谱特征吸收峰在280nm和620nm,荧光激发峰在558nm,室温条件下最大荧光发射峰在655nm,说明海水钝顶螺旋藻富集硒后及海水的胁迫对其藻蓝蛋白的光谱特性没有明显影响。     

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.     

坛紫菜藻红蛋白α,β亚基基因的克隆和序列分析

藻胆蛋白(Phycobiliprotein,PBP)是原核藻类和真核藻类进行光合作用的捕光色素蛋白,占藻体干重的2%左右,主要分为3类:藻红蛋白(phycoer-ythrin,PE)、藻蓝蛋白(phycocyanin,PC)和别藻蓝蛋白(allophycocyanin,APC)[1].藻胆蛋白一般由α亚基和β亚基组成,部分藻胆蛋白中还存在γ亚基.一般由α和β亚基形成稳定的单体(αβ),再由单体聚合为多聚体(αβ)_n.从蓝藻和红藻中分离的藻胆蛋白为三聚体(αβ)₃或六聚体(αβ)₆[2].     

蓝隐藻藻蓝蛋白结构与功能稳定性研究

以蓝隐藻(Chroomonas placiodea)藻蓝蛋白 PC-645为材料,通过改变环境 pH 和尿素质量浓度,监测其变性和复性过程中特征荧光谱和吸收谱的动力学变化,以期了解隐藻藻蓝蛋白的色基和蛋白结构稳定性及其与功能的关系。结果表明, PC-645在很宽的 pH 范围和一定质量浓度的尿素中维持结构和功能的稳定,空间结构具有很强的柔性。pH诱导的 PC-645蛋白构象与功能变化可分为3个不同的区段。(1)稳定区(pH 3.5~7)：吸收和荧光光谱都比较稳定,显示蛋白质构象和功能在此区域都保持正常。(2)次稳定区(pH 7~10)：光吸收依然保持平稳,亚基内部的色基的状态和疏水微环境都没有改变,但荧光传递效率降低,可能是由亚基表面局部构象变化、解离(四级结构变化)或者色素基团间的空间距离变化引起。(3)不稳定区(pH<3.5和 pH>10),吸光度和荧光强度都呈快速下降,色基在近紫外和可见光区的吸收峰位变动,蛋白构象处于快速崩溃期。PC-645在酸性条件下的稳定性高于在碱性环境下,是与隐藻藻蓝蛋白所处的特殊环境及生理功能相适应的。     

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。     

坛紫菜R-藻蓝蛋白和变藻蓝蛋白的亚基组成和发色团含量

坛紫菜(Porphyra haitanensis T.J.Chang et B.F.Zheng)中的R-藻蓝蛋白在Bio-Rex 70柱上用脲溶液(pH3.0)解离和层析,得到了α和β两个亚基,用SDS-PAGE测定α和β亚基的分子量分别为18 400和20 500。变藻蓝蛋白的α和β两亚基均分子量经测定,分别为18 800和19 700。R-藻蓝蛋白和变藻蓝蛋白的分子量分别确定为117 000和112 000,两藻胆蛋白中α和β两个亚基的摩尔比都为1:1,确定两藻胆蛋白的亚基组成都为(αβ)_3。各亚基的发色团含量为:R-藻蓝蛋白中,α亚基含1个藻蓝胆素,β亚基含1个藻蓝胆素和1个藻红胆素。变藻蓝蛋白中,α和β亚基各含1个藻蓝胆素。     

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     

用高碘酸钠氧化法制备多管藻R-藻红蛋白和钝顶螺旋藻C-藻蓝蛋白的共价交联物

从海洋红藻多管藻(Polysiphonia urceolata)和蓝藻钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)中分别纯化了R-藻红蛋白和C-藻蓝蛋白，然后用高碘酸钠氧化法将二共价连接。交联反应液经Sephadex G-200凝胶过滤纯化共价交联物。光谱分析表明，共价交联体内部存在着从R-藻红蛋白到C-藻蓝蛋白的能量传递。     

Subunit composition and chromophore content of R-phycocyanin and allophycocyanin from Porphyra haitanensis

ＳｕｂｕｎｉｔｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｃｈｒｏｍｏｐｈｏｒｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆＲ－ｐｈｙｃｏｃｙａｎｉｎａｎｄａｌｌｏｐｈｙｃｏｃｙａｎｉｎｆｒｏｍＰｏｒｐｈｙｒａｈａｉｔａｎｅｎｓｉｓ￥ＧａｏＨｏｎｇｆｅｎｇ；ＣａｏＷｅｎｄａａｎｄＪｉＭｉｎｇ...     

钝顶螺旋藻C-藻蓝蛋白分子内不同基团间能量传递的研究

于１９９６年８－１２月,从钝顶螺旋藻中分离纯化Ｃ－藻蓝蛋白,并用荧光光谱法对Ｃ－藻蓝蛋白分子内不同基团间的能量传递进行研究,结果表明,Ｃ－藻蓝蛋白分子内芳香族氨基酸残基能将能量传至与脱辅基蛋白共价结合的色基,从而使色基产生相应的荧光,Ｃ－藻蓝蛋白分子２４０－２４５ｎｍ的荧光激发峰产生于二硫键,它也能将吸收的能量传至色基;同时还发现,溶液状态下的Ｃ－藻蓝蛋白分子内,色氨酸残基可能位于分子内部的疏水区     

乙二醇对长毛对虾酸性磷酸酶活力与构象的影响

应用荧光光谱、紫外差示光谱及园二色性光谱等生物物理技术研究长毛对虾酸性磷酸酶经乙二醇微扰后的分子构象变化情况,结果表明乙二醇对酶分子构象有显著的影响。酶的内源荧光强度随乙二醇浓度增大而增强,Ｔｙｒ、Ｔｒｐ残基的微环境发生明显的变化;紫外差示光谱在２２０和２７５ｎｍ出现２个负峰,而２３６ｎｍ出现正峰,２２０和２３６ｎｍ的差吸收与酶分子主链去折叠有关,而２７５ｎｍ主要与Ｔｒｐ残在微环境变化有关;乙二醇     

去污剂对裙带菜色素-蛋白质复合物电泳分离效果及其性质的影响

于1998年3月在青岛市太平角采集裙带菜孢子体，通过破碎、离心制备类囊体膜，用去污剂SDS、DOC、DMG和DIG增溶裙带菜类囊体膜，经PAGE分离色素-蛋白质复合物，并测定其光谱特性，结果表明，电泳分离效果与所用的去污剂的种类有关。去污剂不同，分离到的同一类型复合物的吸收光谱有差异，捕光色素-蛋白质复合物的数目、种类及吸收光谱明显不同，电泳中产生的游离色素的多少也随去污剂种类而异，在4种去污剂中，以光谱明显不同，电泳中产生的游离色素的多少也随去污剂种类而异，在4种去污剂中，以DMG和DIG增溶的效果最好，经SDS-PAGE分出6种色素-蛋白质复合物，游离色素较少，DMG和DIG增溶的效果最好，经SDS-PAGE分出6种色素-蛋白质复合物，游离色素较少。     

乙醇对锯缘青蟹碱性磷酸酶活力与构象的影响

应用荧光光谱、紫外吸收光谱研究锯缘青蟹碱性磷酸乙醇微扰后的分子构象变化情况。乙醇对酶分子构象有显著的影响,酶的内源荧光强度随乙醇浓度增大而增加,荧光发射峰逐渐发生红移,说明酷氨酸、色氨酸残基的微环境发生明显的变化;紫外吸收光谱在278nm吸收峰随乙醇浓度增大而增强。这些结果表明,酶蛋白分子中的生色基因残 基的微环境发生变化;酶的剩余活力随着乙醇浓度增大而迅速下降,经乙醇失活的酶在正常的测活体系中监测酶活力,发现酶活力可以回升到92％以上,说明酶的乙醇失活是可逆的,可以通过稀释复活。测定乙醇对酶的抑制动力学,表明乙醇对青蟹碱性磷酸酶的抑制作用是反竞争性机制,其抑制常数Ki为11．8％。     

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。