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摘要光合作用不仅存在于植物和藻类中，还存在于光合细菌中。光合细菌的光合反应装置包括反应中心(Reaction Center,RC)以及与其耦合的捕光天线复合体。光合细菌目前存在七个门，除蓝藻外其它六个门均含有单一类型的RC。RC根据其末端电子受体的不同可分为两类:以Fe-S簇为末端电子受体的Ⅰ型RC和以质体醌为末端电子受体的Ⅱ型RC。目前发现的含有Ⅱ型RC的光合细菌RC外周均含有一圈或多圈的捕光天线蛋白，但在含有Ⅰ型RC的光合细菌中，通常并不存在这种模式的捕光天线蛋白分布。<br>　　本课题的研究对象—嗜热光合酸杆菌(Chloracidobacterium thermophilum,C.thermophilum)是酸杆菌门的典型光合菌株，首次发现于2007年。该菌存在以下两个方面的特殊性:①在含Ⅰ型RC的光合细菌中仅C.thermophilum是微需氧的，其它两个门(绿菌门和厚壁菌门)的光合细菌都是严格厌氧的。②C.thermophilum存在一种跨膜的、富含类胡萝卜素的捕光天线蛋白，称之为类胡萝卜素结合蛋白(carotenoid-binding protein;CBP),该蛋白可能环绕于RC同质二聚体的外周，形成类似于Ⅱ型RC光合细菌的外周捕光天线蛋白组装模式，起到参与稳定光合反应装置、调节菌体适应微需氧环境的作用。然而，目前CBP蛋白的三维空间结构并不清楚。<br>　　本课题利用多种实验方法最终分离、纯化获得了均一性较好且纯度较高的CBP蛋白样品，并对目的蛋白样品进行了负染观察、冷冻电镜分析和结晶条件的初步筛选，为进一步解析CBP蛋白的三维结构奠定了基础。本课题的主要研究结果如下:<br>　　(1)完成了 C.thermophilum大规模培养实验方案的确立，尝试了 6种CBP蛋白的分离提取方法，并最终通过实验方法6获得了纯度较好、得率较高的CBP蛋白样品。<br>　　(2)对所获得的CBP蛋白进行了负染和冷冻电镜分析，但目前还未能通过该方法获得有效的结构数据信息。<br>　　(3)将不同实验方法所获得的CBP蛋白进行了初步的晶体学研究，并最终获得了CBP蛋白质晶体，但目前该晶体还不能满足X-射线衍射数据收集的要求，需要进行进一步的筛选和优化。<br>　　在后续工作中，可继续对CBP蛋白进行晶体筛选，同时对所得到的晶体生长条件进行优化，并使用X射线衍射技术对高质量的CBP蛋白晶体进行数据收集;此外，可进一步优化CBP蛋白的分离纯化条件，获得性质更好的蛋白样品，并利用冷冻电镜技术对CBP蛋白进行数据收集，进而解析其三维空间结构，最终阐明CBP蛋白在C.thermophilum中适应微需氧环境以及维持光合作用装置稳定性等方面所发挥的关键性作用，同时也为理解不同光合细菌光合反应装置的进化提供重要的结构基础。