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摘要大多数光合微生物利用外界无机碳(Ci)为碳源进行光合作用。NDH-1复合体介导的CO2转运系统是蓝藻CO2浓缩机制的重要组成部分。CO2转运系统吸收的CO2必须转化为HCO3-储存在胞质内，而核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)在行使羧化功能时专一利用CO2，因此CO2与HCO3-之间的转化可能严重限制光合作用效率。体内存在的各种碳酸酐酶(CAs)或者CA-like蛋白在CO2吸收与转化中起到了举足轻重的作用。然而，蓝藻细胞如何调控CO2吸收与转化方面研究很少，有待于阐明。<br>　　在集胞藻PCC6803中发现了一个功能未知的CA——Slr0051(EcaB)，通过构建ecaB插入突变体::ecaB，对EcaB蛋白的功能展开研究，获得了如下的结果:<br>　　1、通过分析多种蓝藻基因组，发现了一个与CO2吸收相关的蛋白，在集胞藻PCC6803中，该蛋白由slr0051基因编码表达。我首次利用实验证据证明这个蛋白具有碳酸酐酶活性。我在E.coli中体外表达纯化EcaB蛋白，利用pH电极和Li-6400证明该重组蛋白具有碳酸酐酶活性，可催化CO2水合和HCO3-脱水的可逆反应。集胞藻PCC6803体内的EcaB主要参与HCO3-脱水活性，该现象可以被CA抑制剂——乙酰唑胺(AZA)以及还原剂DTT所抑制。<br>　　2、比较不同生长条件下，ecaB基因的缺失对集胞藻PCC6803的生长和光合参数的影响。实验结果表明，在高光胁迫或者碱性胁迫条件下，ecaB失活导致集胞藻生长缓慢，光合放氧速率降低，同时细胞对外界无机碳的亲和性也降低。ecaB失活还造成光合电子载体呈现较高的还原状态。<br>　　3、接下来，我首次利用实验证据证明EcaB在集胞藻PCC6803中的定位以及与NDH-1复合体的关系。二相分离法证明EcaB主要定位于类囊体膜的NDH-1复合体上;在低CO2、高pH以及高光条件下诱导表达，与CupA表达模式一致;通过BN-PAGE分析，首次发现EcaB与CupA、CupB组装成NDH-1S、NDH-1S'复合体。通过酵母双杂交和CoIP实验证明EcaB与CupA、CupB相互作用。<br>　　此外，还检测了,ΔcupA/cupB/ecaB三突变体的生长表型，结果表明EcaB除了与CupA、CupB相互作用，反向调控NDH-1复合体介导的CO2向HCO3-的转化之外，可能还具有其它功能。<br>　　本研究首次揭示了EcaB在蓝藻CO2吸收与转换中的作用机制，EcaB通过响应外界CO2浓度、光强和pH的变化来改变其蛋白水平以及活性，调节CO2的转换，从而达到光合速率最大化;尤其是在高光以及碱性条件下，通过提高自身的表达量，反向调控CO2向HCO3-的转化、耗散过剩的HCO3-、缓解光抑制，维持光合作用的高效进行。