检索历史 清除

摘要光合作用过程中光能的吸收、传递和转化都是在类囊体膜中进行的，它是由脂质双层膜和色素蛋白复合物构成的。光系统Ⅱ(PSⅡ)是存在于类囊体膜中的多亚基色素蛋白复合物，主要功能是吸收光能，进行光诱导的电荷分离，产生电子传递并催化水的光解。光系统Ⅱ捕光天线复合物(LHCⅡ)与PSⅡ核心复合物结合形成的PSⅡ-LHCⅡ超分子复合物，是PSⅡ在体内的基本结构和功能单元，这一结构保证了LHCⅡ吸收的能量快速有效的传递到PSⅡ反应中心，进行原初光化学反应。膜脂与膜蛋白的相互作用在调节PSⅡ-LHCⅡ超分子复合物各亚基之间的结构和功能方面起着重要作用，而在类囊体膜脂中，非双层脂单半乳糖甘油二脂(MGDG)含量最多，约占50％，在光合膜蛋白的结构和功能中具有重要作用。<br>　　 本论文利用脂质体重组等技术研究了LHCⅡ和放氧核心超分子复合物(OECC)之间的功能关系，MGDG的作用以及微量天线的功能。主要结果如下：<br>　　 1.MGDG能和Chlα、PC或其它类囊体膜脂一起与PSⅡ蛋白构建蛋白脂质体，脂质体形状较规则统一，基本呈圆球状，阻止了MGDG反六角相结构的形成。脂质体的直径大小在100-500nm之间，属于小单层脂质体。PSⅡ膜蛋白LHCⅡ和OECC能在MGDG脂质体中实现重组，形成LHCⅡ-OECC超分子复合物，在结构上相互偶联，LHCⅡ-OECC蛋白颗粒直径在15-25 nm之间。LHCⅡ吸收的能量能够传递到核心复合物OECC中，形成功能上的偶联，而且LHCⅡ的结合增加了功能天线的大小和捕光截面积，从而提高了PSⅡ的光化学活性。<br>　　 2.MGDG对蛋白脂质体的结构和功能有影响。低温荧光发射光谱和PSⅡ光化学活性的结果显示，MGDG影响了PSⅡ复合物色素和蛋白的存在状态；MGDG能增强LHCⅡ和OECC之间的相互作用，促进能量从LHCⅡ到核心复合物的传递，提高PSⅡ的光化学活性。<br>　　 3.MGDG促进类囊体膜脂和PC-MGDG蛋白脂质体的放氧活性的原因不同。在类囊体膜脂脂质体中，MGDG主要通过膜蛋白疏水部分的横向压力增加PSⅡ偶合的天线量，提高PSⅡ的光化学活性；而在PC-MGDG蛋白脂质体中，MGDG不能加强PSⅡ与天线的偶合，可能是通过MGDG与LHCⅡ的相互作用，增加PSⅡ的光化学活性。<br>　　 4.微量天线不是大量天线和核心复合物重组和相互作用所必需的，但微量天线的存在，能促进大量天线与PSⅡ核心复合物之间的能量传递和放氧活性，大量天线与PSⅡ核心复合物之间的偶联作用得到增强。而且蛋白脂质体放氧活性的证据表明，MGDG能促进微量天线的这种作用。