海洋红藻和蓝藻中C-藻蓝蛋白的结构特性比较研究

在蓝藻和红藻的光合膜上存在着各种不同的捕光天线即藻胆体。藻胆体的主成分为藻胆蛋白,藻胆蛋白是藻红蛋白、藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白的总称,C-藻蓝蛋白(C-Pc)是其中的一种。关于C-Pc的研究,诸多的报道大都集中于各种蓝藻中的C-Pc,而对大型红藻中C-Pc结构特性报道极少。真核红藻和原核蓝藻中的C-Pc结构和功能是否完全相同,弄清这一问题显然对于藻类植物的分类学及光合作用研究具有重要意义。     

红毛菜藻胆体的分离和蛋白质组成

藻胆体是蓝藻和红藻的光合作用的捕光天线,由生色的胆蛋白和无色的附属联结蛋白质组成。许多蓝藻种和一些红藻种的藻胆体已详尽地进行了研究。但是,藻胆体的未变性的附属蛋白质组成迄今尚未见发表;人们对真核的海藻的藻胆体的研究仍然很有限。本文报道对生长在海洋中的红毛菜(Bangia fuscopurpurea)藻胆体研究所获的重要结果。     

藻胆体模型复合物的合成及其表征

蓝藻和红藻中存在捕光色素蛋白即藻胆蛋白,主要包括藻红蛋白(PE)、藻蓝蛋白(PC)和变藻蓝蛋白(APC),在藻细胞活体中构成超分子复合物藻胆体.藻胆体连接在类囊体膜上,做为主要的捕光天线,通过诱导共振将光能传递给叶绿素a.藻胆体由APC组成核,PE和PC构成杆排列在核的外围,其中APC做为连接藻胆体和类囊体内光合作用中心的桥梁.由稳态光谱测定知道藻胆体内能量传递顺序是PE→PC→APC.超快速时间分辨光谱的应用,又     

多管藻中R-藻红蛋白的分离和结构特征

在红藻、蓝绿藻和隐藻中存在着不同的藻胆蛋白,它们是这些藻类在光合作用中的“天线”色素。藻胆蛋白是藻红蛋白、藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白的总称,在这些蛋白上以共价键方式连结着开链的四呲咯发色基团。由于吸收光谱特性不一样,又将藻红蛋白分成R-、B-和C-藻红蛋     

蓝菌Westiellopsis prolifica中藻胆体、藻胆蛋白的共振Raman光谱

在蓝菌和红藻中,藻胆体(phycobilisomes,简称PBS)作为一种超分子聚集体,具有吸收光能且将光能逐步传递到光合反应中心的功能。蓝菌Westiellopsis prolifica的PBS中含有藻红蓝蛋白(phycoerythrocyanin,简称PEC,其吸收峰在570nm附近),C-藻蓝蛋白(C-phycocyanin,简称C-pc,其吸收峰在615nm附近)和变藻蓝蛋白(allophycocyanin,简称     

条斑紫菜变藻蓝蛋白立方晶系的初步晶体学研究

蓝绿藻和绿藻中含有的藻胆体是光吸收和传递的功能单位,这些超分子聚集体位于线粒体膜的外表面,可吸收波长从450～650nm的可见光,其光能传递效率接近100%.电子光谱的研究表明藻胆体由核心和天线两部分组成,两部分均由藻胆蛋白和连接蛋白构成.核心部分主要为变藻蓝蛋白(allophycocyanin)所占有,其位于光合膜的外表面,靠近光系统Ⅱ,天线部分包括藻蓝蛋白(phycocyanin)和藻红蛋白(phycoerythrin),藻蓝蛋白靠近变藻蓝蛋白,而藻红蛋白处于天线的顶端.光能传递的途径为:光子→藻红蛋白→藻蓝蛋白→变藻蓝蛋白→光合反应中心的叶绿素a.到目前为止已有数种藻胆蛋白的晶体结构得到了测定.由于变藻蓝蛋白位于核心部位,直接将光能传递给光反应中心,其三维结构的研究一直受到人们的重视.1995年Breic等首次报道了取自单细胞蓝藻钝顶螺旋藻spirulina platensis的变藻蓝蛋白0.23nm分辨率的晶体结构.但红藻和蓝绿藻的出现相差16亿年,其间发生     

藻红蛋白微晶的激子光谱

光合作用天线系统起着吸收太阳能并把能量传递到反应中心的作用.光合作用天线系统中的能量传递已被证实非常高效和快速.实验证实,在藻类光合作用天线中,从藻红蛋白经藻蓝蛋白和变藻蓝蛋白至反应中心,总能量传递效率超过90%;而时间分辨荧光谱实验证实,在完整细胞中,能量从藻红蛋白传递至反应中心全过程在小于50ps时间内完成.藻胆体是红藻和蓝藻的重要光合作用天线.藻胆体由核(core)和杆(rod)组成,核主要含变藻蓝蛋白,核的一面附着在类囊体膜上并与反应中心相联,另一半与多根杆相联组成半球     

藻蓝胆素二甲酯水加成物的形成和结构

藻胆蛋白是红藻(Rhodophyta)、蓝绿藻(Cyanophyta)和隐藻(Cryptopbyta)中类囊体膜外光合辅助色素,它们由开链四吡咯发色团辅基和脱辅蛋白以共价键结合而成。研究这些发色团辅基的化学性质及其衍生物的形成对阐述藻胆蛋白的光生物现象是很有意义的。     

多变鱼腥藻藻胆体内杆-核复合物的分离与表征

与其他大多数蓝藻(Cyancbacteria)一样,多变鱼腥藻内藻胆体的形状也呈半圆盘型.构成藻胆体的藻胆蛋白(Phycobiliproteins)为藻红蓝蛋白(PEC)、C-藻蓝蛋白(C-PC)和变藻蓝蛋白(APC),其能量传递按PEC→C-PC→APC的顺序进行.尽管已利用各种光谱技术对藻胆蛋白、藻胆体和活藻进行了比较详细的研究,而且,C-PC,PEC和APC的高分辨率晶体结构也已确定,但两种蛋白之间的联系仍不清楚,特别是能量如何由杆的末端传递进核成为目前研究中的关键问题,因为关于藻胆体的关键结构部分,即杆-核复合物的结构,即尚未得知,所以,本研究工作对完善藻胆体工作模型具有重大意义.我们利用柱层析技术分离得到杆-核复合物(αβ)_6~(pc)L_(RC)~(27)(αβ)_3~(APC)L_c~(8.9),通过光谱技术、电泳方法对之进行表征,并提出该复合物的结构模型,为进一步研究其功能奠定了物质基础.     

钝顶螺旋藻C-藻蓝蛋白和异藻蓝蛋白能量传递模型的构建

藻胆蛋白包括藻红蛋白、藻蓝蛋白、藻红蓝蛋白和异藻蓝蛋白4大类,它是由脱辅基蛋白和开链的四吡咯结构的色基通过硫醚键共价交联的,在可见光区域有强烈的吸收并有极高的荧光量子产率。在蓝藻和红藻细胞的类囊体膜上,不同的藻胆蛋白分子组成高度有序的超分子结构——藻胆体,作为光合作用的捕光色素系统。钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)的藻胆体主要是由C-藻蓝蛋白(C-phycocyanin CPC)和异藻蓝蛋白(allophycocyanin APC)以及连结蛋白所组成的。     

硅藻岩藻黄素-叶绿素 a/c 蛋白——揭秘红系捕光天线复合物

硅藻是海洋中一类重要的红色浮游植物,每年贡献了海洋40%或全球20%左右的原初生产力,在全球碳固定和地球化学循环中扮演重要角色。硅藻能取得如此成功生态位的一个重要因素是其捕光天线为具有出色捕光和光适应能力的岩藻黄素-叶绿素a/c结合蛋白(FCP)。为研究硅藻在水下高效利用蓝绿光、传递和转化太阳能的机理,我们团队与合作者利用晶体学和冷冻电镜技术破解了硅藻FCP捕光天线和光系统超级复合物的结构,揭示了FCP蛋白的独特结构特征和聚合状态,以及与其结合的大量叶绿素a、叶绿素c和岩藻黄素等色素分子的结合细节,为揭秘硅藻光合膜蛋白机器高效运行机理提供坚实的结构基础。     

抗结核药物靶点的结构研究进展

结核病(tuberculosis)是一种严重威胁人类生命健康的传染性疾病,主要由结核分枝杆菌( Mycobacteriumtuberculosis )感染引起。当前结核病的耐药性问题突出,新药的研发刻不容缓。研究抗结核药物靶点的结构将助力药物的开发工作。文章总结了在结核杆菌细胞壁合成和能量代谢这两个重要生理过程中关键药物靶点的最新结构研究进展,分析了这些膜蛋白及其复合物的结构与功能的关系和已知药物分子作用于靶点的精确作用方式,以及对于抗结核新药设计的重要价值。     

水华蓝藻中微囊藻毒素的提取及其光催化降解

微囊藻毒素(MCs)广泛产生于水华蓝藻中.本研究从太湖水华蓝藻中提取出MCs,发现主要成分为MC-RR.经多级分离和半制备色谱提纯制备得到MC-RR纯品.用水热法合成了钨酸铋(Bi2WO6)催化剂,并对其进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积(SBET)、等电点pH(pHZPC)等表征.利用不同pH条件下制备的Bi2WO6,在近紫外光照射下对MC-RR进行光催化降解,发现在酸性条件下制备的Bi2WO6有较强的降解效果.同时发现,Bi2WO6对MC-RR的降解以空穴直接氧化为主.     

碱金属和碱土金属晶体结合能的计算

结合能系指破裂分子或固体的价电子结合所需的能量。它不仅决定固体的宏观性能,对深入揭示分子和固体的微观结构也有重大意义。但关于结合能的定量计算,除最简单的离子晶体外,只对少数晶体进行过粗略的计算,而且误差一般都较大。例如和对碱金属晶体结合能计算结果,平均和最大误差分别为19.6%、48%和4.3%、10%。而对     

α-螺旋跨膜蛋白的折叠和自组装

膜蛋白参与细胞中的各项生命活动,具有复杂而特殊的生理功能,同时它也是重要的药物标靶,因此研究膜蛋白的结构及功能对于保持人类健康和治疗疾病具有重要的意义.α-螺旋跨膜蛋白是生物体内最为重要和广泛的一类膜蛋白,本文综述了α-螺旋跨膜蛋白在折叠和自组装特性上的最新研究进展,总结了跨膜过程中的两阶段模型;详细介绍了α-螺旋跨膜蛋白的跨膜性质及其跨膜的影响因素,包括跨膜序列的长度和疏水性、疏水性错配和界面锚固、极性残基和脯氨酸等;进一步总结了α-螺旋跨膜蛋白通过跨膜螺旋相互作用形成高度有序自组装体的结构基础;并介绍了研究α-螺旋跨膜蛋白折叠和自组装常用的化学和生物学方法,希望能为进一步开展该领域研究提供参考。     

一种新的生物成礁模式

本文对二叠纪海绵生物礁的主要造礁生物钙质海绵和钙藻的生物学特征，埋藏及保存特点进行了分析，并讨论了二叠纪海绵生物礁的成礁过程，认为它与地质历史时期其它生物礁的成礁过程存在明显的差异。     

光遗传学:一种行为光控新技术

光可被细菌、藻类等低等生命和人类等高等动物通过视紫红质系统而感知。20世纪70年代后,几种细菌和藻类通道视紫红质的发现为光控系统的诞生奠定了基础。光遗传学最初由米森伯克于2002年首次实现并于2005年由迪塞罗斯和博伊登进一步完善,其应用极大地增强了对大脑功能的理解。光遗传学可使科学家借助光来精确开闭特异神经元从而达到操纵神经元活性和动物行为的目的。光遗传学技术已被证明是在细胞和系统层面研究健康和病理大脑活性的一个非常强大且有用的工具。文章系统介绍了光遗传学诞生的历史背景、重大事件、发展过程、应用领域及重要价值等。     

生物结构自组装

生物大分子、复合物分子机器、细胞器、完整细胞乃至生命个体的形成, 自组装贯穿其中, 并有极其复杂的调控机制. 本文归纳分析了生物结构自组装的特点及其物理、化学和几何学原理, 并以新生肽链折叠和染色体折叠浓缩为例描述自组装的生物调控原理. 采用自组装策略, 已经开发了许多生物纳米功能结构, 如DNA平面和立体结构、DNA马达、蛋白纳米线、荧光双分子互补系统等. 研究复杂生物体系的自组装极具挑战, 可使我们更接近生命的本质, 还将为纳米科学技术和仿生学提供许多启示.     

Ten years of microalgal biofuels in environmental applications

Over the past ten years,microalgae have been investigated as promising sources of renewable energy to replace the diminishing supply of fossil fuels and mitigate the environmental pollution caused by use of fossil fuels.In addition to providing oil-based biofuels,the use of microalgae can potentially reduce environmental pollution because algae can use industrial byproducts(CO_2,NOx,wastewater,and others)as nutrition sources.However,our previous study showed that the unacceptably high cost of biofuels production,especially culturing microalgae,remains the biggest obstacle hindering the large-scale implementation of microalgae biofuels.Therefore,future efforts will likely emphasize biotechnological approaches to improve the economic feasibility of algal biofuel production.This review summarizes the progress made over the last decade in environmental applications of microalgae,combined with data on CO_2 capture,NOx biotransformation,wastewater treatment,and synergistic applications,and discusses future prospects.     

铅酸电池板栅的轻量化

铅酸电池板栅是铅酸电池的重要构件之一,对铅酸电池电化学性能和商业化应用均产生重要影响。板栅轻量化要求既能实现铅酸电池整体减重,又不能明显牺牲电池的充放电性能,甚至能同时增加电池的能量密度和寿命。非铅的轻质金属板栅、合金板栅及其相应的板栅结构设计等是实现铅酸电池板栅轻量化的几个重要方向。文章综述了这几个方向的研究现状,尤其是对板栅的选材、机械性能、耐腐蚀性能、电化学性能及板栅结构轻质化技术路线等方面的优势和不足进行了分析。最后,为促进新型轻量化板栅的研发,提出未来几个可能的研究方向。