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光合作用放氧中心(OEC)是植物光系统II(PSII)中利用太阳能高效、安全地将水氧化,释放出电子、质子和氧气的生物催化剂。OEC的合成、结构和催化机理及其仿生模拟一直是光合领域广受关注的研究热点和难点。近年PSII高分辨率晶体结构研究揭示出OEC是一个特殊的Mn4CaO5 簇合物,这一重要进展使人类可以在原子水平上探讨光合放氧反应的微观机理,同时也为OEC的人工合成提供了重要依据。我们近年来成功合成出结构和理化性能均与生物OEC类似的系列仿生Mn4CaO4簇合物,为研究OEC的微观机理提供了理想的化学模型,同时也为发展高效、廉价人工光合作用水裂解催化剂奠定了基础。目前无论是自然光合放氧研究,还是人工光合放氧研究都有大量重要的科学问题亟待深入研究。 相似文献
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TCA法去除放氧外周蛋白对PSⅡ放氧侧的影响 总被引:3,自引:0,他引:3
具有放氧活性的光系统Ⅱ(PSⅡ)膜颗粒主要由反应中心蛋白D1和D2、细胞色素b559、叶绿素结合蛋白CP47和CP43、分子量分别为17,23和33 ku的外周蛋白以及光能转换所必需的辅助因子组成.吸收光能后,放氧机构通过S_0→S_4循环转换氧化还原状态,将水分解形成分子氧.3个外周蛋白在光合氧释放过程中起着重要的作用.最近我们报道了一种新的释放PSⅡ放氧外周蛋白的方法:用不同浓度的三氯乙酸盐(TCA-NaOH)缓冲液处理PS Ⅱ膜颗粒,可以将3个外周蛋白逐一释放,这种处理同其它处理方法不同,不依赖于光照和介质pH,而且PSⅡ膜颗粒依然保持光化学活性,该方法使我们能够有特点地探讨放氧机构,如了解一个外周蛋白的逐次丢失给PSⅡ反应中心的结构带来什么样的改变以及对光能转换机制造成何种影响?本文中,我们利用Fourier变换红外光谱 相似文献
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甜菜碱对PSⅡ放氧中心结构的选择性保护 总被引:10,自引:1,他引:10
植物光系统Ⅱ( PS Ⅱ)放氧中心复合体主要包括跨类囊体膜的D1,D2多肽和暴露于水相的分子量分别为18,23,33ku的3个外周蛋白.高浓度盐等多种处理方法,都可使外周蛋白部分或全部脱落,进而影响水氧化放氧的关键机构——锰分子簇的正常运转.最近报道的三氯乙酸盐处理放氧中心复合体是一种使与放氧有关的外周蛋白依次脱落的新方法,其作用特点与分子的疏水性有明显的相关性.由于外周蛋白暴露于水相之中,容易遭受水分胁迫的影响,因而PSⅡ膜颗粒可成为植物水分胁迫研究的一个理想模型. 甜菜碱是一种较普遍存在于细菌及动植物中的渗透调节物质,在高盐条件下的组织中尤为常见.90年代以来,一些实验证明,甜菜碱可以保护PSⅡ颗粒,防止高浓度盐造成的外周蛋白脱落;研究还表明,甜菜碱可以稳定Mn簇的空间结构,维持在高盐环境中 PSⅡ颗粒的放氧活性.而高浓度甜菜碱本身不影响PSⅡ颗粒的放氧功能.本实验通过用NaCl、三氯乙酸钠(TCA)处理PSⅡ膜颗粒,比较两种处理时,甜菜碱稳定外周蛋白的作用有何异同,进一步研究甜菜碱稳定作用的本质. 相似文献
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低pH诱导光合放氧33 kD蛋白构象显著变化 总被引:1,自引:0,他引:1
33 kD蛋白分子是高等植物光系统Ⅱ(PSⅡ)放氧侧3个外周蛋白中的一个, 仅含1个色氨酸残基(W241). CD光谱与荧光谱的研究结果表明, 当溶液的pH由6.2降到2.5时, 33 kD蛋白的溶液构象发生明显变化, 无规卷曲增加, α-螺旋和转角比例降低. 这种变化对pH是可逆的. 低pH下再经NBS修饰, CD光谱特征不变,但200 nm处负峰的峰值降低,表明蛋白构象中的无规卷曲进一步增加. 同时, 33 kD蛋白的柔性降低, 构象变化变成对pH不可逆, 表明NBS修饰W241破坏了33 kD蛋白构象变化的可逆性. NBS修饰后的33 kD蛋白与PSⅡ的结合专一性与修饰前相比大大降低, 且不能提高重组后PSⅡ放氧活力. 这些结果表明低pH是诱导33 kD蛋白构象由适应光合放氧显著变化至失活的主要原因, 而不是NBS修饰. 结合33 kD蛋白与质子的特殊关系, 对低pH诱导的意义进行了讨论. 相似文献
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近二十年来人们应用了分别富含两个光系统(光系统Ⅰ和光系统Ⅱ)之一的亚叶绿体颗粒作材料,极大地推进了对绿色植物和藻的光合作用的研究,虽多年前已从菠菜制备了高度富含光系统Ⅱ且具有光化学活性的颗粒,并且这样的颗粒最近也从蓝绿藻得到,但它们均不具有光诱导放氧的光系统Ⅱ这一重要属性。这就使这些颗粒在作为进一步研 相似文献
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双半乳糖甘油脂存在下光系统Ⅱ核心复合物放氧反应的热变性 总被引:1,自引:0,他引:1
采用氧极谱技术、傅里外变换红外光谱(FT—IR)技术和凝胶电泳(SDS—PAGE)技术研究了双半乳糖寸油二酯(DGDG)对光系统Ⅱ核心复合物(PsⅡcc)放氧反应热稳定性的影响。结果表明,在DGDG存在下,PSⅡcc放氧活性的热变温度从40.0℃提高至43.0℃。5min的45.0℃恒温处理,会导致PSⅡcc的放氧活性完全丧失;而在DGDG存在下,PSⅡcc却仍然有16%的活性(以25.0℃时的为对照)。此外,PSⅡcc在38.0℃下处理1h,其放氧活性完全失活;而在同样条件下,PsⅡcc与DGDG的复合物却只失去了大约80%的活性(以零时间为对照).结果分析表明,DGDG对PSⅡcc放氧反应的热变性具有调控作用,能抑制外周蛋白33kD从PSⅡcc上热致解离. 相似文献
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通过氧极谱技术和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)技术,用酶学方法对光系统Ⅱ(PSⅡ)中惟一的磷脂-磷脂酰甘油(PG)极性基团的作用进行了探讨,结果表明,PG极性基团的缺失导致PSⅡ放氧活性的降, 时影响PSⅡ蛋白质的结构,引起蛋白质二级结构中α-螺旋(α-helix)的增加和β-股(β-strand)的减少,这说明PG分子中的极性基因与PSⅡ蛋白质之间存在着氢键作用,并有利于维持PSⅡ蛋白质的适宜结构,进而影响PSⅡ的放氧活性。 相似文献
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(一)产色放线菌对于这一个最普通的种,現在还存在着不同的看法。1891年Gasperini首次建立这个种名,1941年才把它肯定下来。可是Waksman則不承認这是一个种,而以这个名称代表在蛋白质培养基内产生可溶性褐色素的放线菌类群。我們知道表 相似文献
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好氧不产氧光合异养细菌(AAPB)生态功能的发现, 使人们认识到AAPB可能在全球碳循环中占有重要地位. 本文研究发现, 目前对AAPB定量所用的荧光显微-红外摄像(EFM-IRP)技术, 由于同时将聚球藻计数在内, 造成对AAPB定量的明显误差. 这种误差在我国近海可高达约30%, 而在大洋则更高. 这将影响到基于EFM-IRP的数据对全球AAPB生物量估计及其碳循环中的作用等方面的结论或推论. 本文提出了解决方案. 相似文献