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坛紫菜中R-藻红蛋白的分离纯化、理化性质及生物活性的研究

陈小强  
【摘要】:R.藻红蛋白(R-phycoerythrin,R-PE)是最重要类型的藻红蛋白,它是多亚基超大分子量的蛋白色素复合物,为许多红藻和蓝绿藻的重要捕光色素分子。PE与藻蓝蛋白(phycocyanin,PC),异藻蓝蛋白(allophycocyanin,APC)构成棒状的藻胆体,附着在类囊体基质膜的外表面上,构成藻类的捕光系统,光能由位于藻胆体顶端的藻红蛋白捕集,依次传递给藻胆体中的藻兰蛋白、异藻蓝蛋白,最后到达叶绿素a,在光系统Ⅱ中将光能转变为化学能,光能传递效率达95%以上。 目前,R-PE等藻胆蛋白的高分辨率三维晶体结构已经得到解析,这对阐明其结构与功能的关系,研究藻类捕光系统能量传递途径和光合作用机制至关重要。离体的R-PE水溶性高,能发出强烈的桔红色荧光,可用作荧光探针分子,又由于其具有光敏作用,近年来,成为肿瘤光动力学疗法中开发新型光敏剂的研究热点。 本论文对R-PE的纯化技术进行了优化,经过连续两次不同柱长规格的自制羟基磷灰石柱层析和一次DEAE-Sepharose F.F离子交换柱层析从坛紫菜中提取了高纯度的R-PE(试剂级,A565nm/A280nm>5.3),该纯化操作更为简单快速,成本低廉;采取更有效的纯度检验方法如多项光谱学纯度指标、琼脂糖凝胶电泳检测等,使纯化的R-PE质量更高;并对纯化的R-PE进行光谱分析,用SDS-PAGE检测亚基组成和相对分子量。较为全面地探索了pH和温度环境对R-PE的荧光活性的协同影响以及硫酸铵对其长效保存的作用机理。这对于R-PE作为商品的运输贮存具有现实意义。 R-PE等藻胆蛋白的光动力学生物活性主要是在光动力学疗法中用作光敏剂对肿瘤细胞进行光动力杀伤,我们根据R-PE、R-PC和C-PC的光动力学光敏性质差异,首次比较了这三种藻胆蛋白对人乳腺癌Bcap-37细胞株的光动力杀伤效果,且R-PC为首次报道应用于光动力学疗法研究。乳腺癌是女性的高发疾病之一,故特别选用了人乳腺癌细胞,以期对相关的临床研究提供某些启发。这一工作在理论和应用上都有一定的意义和价值。


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