石莼光合膜蛋白复合体的提取及光合特性研究

【摘要】： 海洋绿藻光合膜蛋白结构与功能研究表明,绿藻在色素-蛋白复合物的组成上具有多样性,是绿藻适应海洋中特定生存环境的结果,暗示了海洋绿藻的光合膜蛋白在结构和能量传递等方面具有特异性,但这些特异的色素组成及荧光特性有何重要的生理功能,尚缺乏深入、系统的研究,本论文针对这些基础问题对绿藻石莼进行了研究。 首先,成功用差速离心法提取出石莼类囊体膜,石莼的捕光系统较大。首次采用冻融-连续蔗糖梯度离心方法成功提取出石莼捕光色素天线蛋白复合物II(LHCII),SDS-PAGE凝胶电泳分析表明,石莼LHCII只有27 kDa一条带,表明得到的是纯度较高的LHCII样品。与菠菜LHCII相比,石莼LHCII缺少25 kDa的条带,表明在蛋白组成亚型上二者可能存在差异。石莼LHCII与菠菜LHCII的色素组成大致相同,但石莼LHCII含有独特的色素Chl a’。将LHCII进一步蔗糖梯度分离,可以看到石莼和菠菜的LHCII都主要以三聚体形式存在。石莼LHCII和菠菜LHCII相比,在圆二色光谱的蓝区有更为明显的差异,表明石莼的类胡萝卜素分子与蛋白结合的构象上与高等植物不同。 其次,对石莼和菠菜类囊体膜热稳定性进行对比研究表明,石莼类囊体膜的变性温度Tm值比菠菜类囊体膜的Tm值高5℃,在菠菜类囊体膜内,温度首先影响膜蛋白内的能量传递,然后是色素之间的相互作用力和色素自身的变化。 最后,用水热合成法在FTO玻璃上生成的纳米ZnO晶核分布比较均匀、粒径一般在20~40 nm;用LB膜仪把类囊体膜吸附在纳米ZnO上,形成的Z型LB膜具有良好的导电性能,而且随着LB膜层数的增加短路电流不断增大,用菠菜类囊体膜制成的导电膜开路电压和短路电流比相同层数石莼类囊体导电膜小。