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摘要在环境胁迫条件下，蓝藻NDH-1复合体介导的围绕光系统I的循环电子传递（NDH-CET）能够产生额外的ATP，可以优化细胞内ATP与NADPH的比例，改善光合作用和减少活性氧的生产。蓝藻NDH-1位于类囊体膜上，是有多个亚基组成的复合体，其中，NdhD和NdhF亚基有多个拷贝基因编码，形成了不同类型的NDH-1复合体。NdhK亚基的编码基因也含有两个拷贝，分别称为ndhK1与ndhK2。最近的结构生物学指出NdhK1亚基含有铁硫簇，参与NDH-1复合物内的电子传递。尽管NdhK2与NdhK1具有很高的同源性，但其功能却鲜有报道。先前研究指出，在生长条件下，ndhK2在野生型集胞藻6803（WT）中不发生转录，但在ndhK1基因缺失时发生转录。在此基础上，本论文进一步揭示了蓝藻NdhK2蛋白适应环境胁迫的功能机制。主要研究结果简述如下：<br>　　（1）通过RT-PCR等检测手段，我们发现高光胁迫诱导了ndhK2转录。这一结果暗示NdhK2工作在高光条件下。<br>　　（2）为了揭示在高光胁迫条件下ndhK2的缺失是否会对NDH-CET活性有影响，我们首先通过分子生物学等方法构建了ndhK2缺失突变株（ΔndhK2），再通过叶绿素调制荧光和生长曲线等检测手段，发现在高光条件下，ndhK2删除损伤了NDH-CET活性，降低了光合活性和推延了细胞生长。这些结果肯定了NdhK2工作在高光条件下。<br>　　（3）为了揭示NdhK2工作在高光条件下的功能机制，我们通过蓝绿温和凝胶电泳（BlueNative-PAGE）及免疫印迹等生化手段，分析了正常以及高光胁迫条件下WT，ΔndhK2和ΔndhK1中NDH-1复合体的稳定性。实验结果指出，在正常条件下WT、ΔndhK2和ΔndhK1中NDH-1L复合体的积累量是类似的，但在高光条件下，与WT相比，突变株ΔndhK2和ΔndhK1中NDH-1L复合体积累量明显减少。因此，在高光条件下，NdhK2对于维持NDH-1复合体的积累和稳定是必需的。这些结果提示我们：相对NdhK1，NdhK2功能是冗余的。<br>　　（4）为了证实以上猜想，我们通过十二烷基硫酸钠聚丙烯酰氨凝胶电泳及免疫印迹等方法，分析了正常以及高光条件下WT与ΔndhK2中NdhK1的表达情况。实验结果显示：在正常条件下，WT与ΔndhK2中NdhK1的表达水平没有差别。然而，在高光条件下，WT中NdhK1的表达水平明显增多，而ΔndhK2中<br>　　NdhK1的表达水平显著下降。这一结果证实上述猜想：相对NdhK1，NdhK2的功能是冗余的。<br>　　综上所述，本论文首次揭示了蓝藻NdhK2工作在高光条件下，并揭示它与NdhK1之间的冗余关系。这些研究成果不仅增进了人们对蓝藻NDH-1功能机制的认识，也为多拷贝基因的研究提供了理论参考。