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不产氧光合细菌色素蛋白复合体光氧调控机制

作　者: 岳慧英
导　师: 杨素萍
学　校: 山西大学
专　业: 微生物学
关键词: Rhodobacter azotoformans 类胡萝卜素 细菌叶绿素 光和氧 色素蛋白复合体
分类号: Q93
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


光合生物捕获太阳能进行光合作用产生能量是地球上生物体存活的基础。色素蛋白复合体是不产氧光合细菌进行光合作用的物质基础,不产氧光合细菌的色素蛋白复合体主要包括反应中心色素蛋白复合体RC和捕光色素蛋白复合体LHC(LH1、LH2、LH3和LH4)。受环境因素的影响,光合细菌的的生理代谢类型多样,其中光和氧是主要的影响因素,光合细菌色素蛋白复合体的数量和类型会随着光强度和氧分压的变化而发生变化。因此研究光氧对光合色素和色素蛋白复合体合成的影响并对其调控机制进行深入研究意义重大。本论文以光和氧为变量设置了3种不同的环境条件对固氮红杆菌Rhodobacter azotoformans 134K20菌株进行培养。采用光谱法和色谱法对光和氧调控下的光合色素进行了研究,对不同培养条件下的固氮红杆菌的色素蛋白复合体进行了分离纯化,并初步研究了其生物活性以及盐酸胍对固氮红杆菌LH2复合体光谱学特性的影响。主要实验结果如下：Rhodobacter azotoformans 134K20菌株光照厌氧时主要合成3黄、1红、1紫、2绿、2蓝9种色素。黑暗好氧时红色和紫色素种类和合成量明显提高,黄色素则减少,主要合成2黄、3红、2紫、1绿、1蓝9种色素,但不同于光照厌氧。光照好氧时,黄色素减少到1种,紫色素含量明显增加,其余同黑暗好氧。Rhodobacter azotoformans 134K20菌株无氧光照时黄色素大量表达,有氧时红色素大量表达,且启动2种新的红色素和1种新的紫色素表达,光照可提高其表达量,而黄色和蓝绿色素则受氧抑制。黄色素1属于球形烯系列,其余两种黄色素是新的类胡萝卜素组分。红色素为新的球形烯酮组分。3种红色素极性、峰形和峰位差别显著,只有正己烷才能显示其精细结构。紫色为极性较大的细菌脱镁叶绿素,绿色和蓝色为4种极性不同的细菌叶绿素a中间产物。乙醚甲醇法适合类胡萝卜素的提取,丙酮甲醇冰冻研磨法能快速有效完全提取光合色素。溶剂效应可有效鉴别细菌叶绿素a中间产物。在不同的培养条件下,采用硫酸铵粗分离和DEAE-纤维素32离子交换层析进-步分离纯化,获得不同类型的色素蛋白复合体。光照厌氧条件下获得了反应中心-捕光色素蛋白复合体1(RC-LH1)复合物和捕光色素蛋白复合体(LH2)。进一步对纯化物LH2的生物活性进行荧光光谱测定,表明此色素蛋白复合体具有捕获光能和生物传递活性；在光照好氧条件下获得RC-LH1复合物；黑暗好氧条件下获得捕光色素蛋白复合体LH2和LH1。0.35mol／l的盐酸胍就可以使LH2色素蛋白复合体的光谱学特性发生变化,表现为类胡萝卜素吸收峰降低,B850nm和B800nm的吸收峰下降,出现新的780nm的吸收峰。

全文目录


中文摘要  8-10
ABSTRACT  10-12
第一章 绪论  12-21
  1 不产氧光合细菌的概述  12
  2 不产氧光合细菌的色素蛋白复合体  12-16
    2.1 RC的结构  12-13
    2.2 LHC的结构  13-16
  3 光合基因的调控机制  16-19
    3.1 光合基因在染色体上的定位及序列  16-17
    3.2 光合基因的调控系统  17-19
  4 不产氧光合细菌色素蛋白复合物的研究的发展趋势  19
  5 本课题研究的目的及意义  19-21
第二章 不产氧光合细菌光合色素的光氧调控机制  21-29
  1 材料和方法  21-22
    1.1 菌株来源  21
    1.2 培养基和培养条件  21
    1.3 形态观察  21
    1.4 细胞生物量和吸收光谱测定  21
    1.5 光合色素薄层层析  21-22
  2 结果与讨论  22-27
    2.1 细胞形态和培养特征  22
    2.2 光和氧对细胞生物量的影响  22
    2.3 光和氧调控下色素蛋白复合体的表达  22
    2.4 光氧调控下的光合色素组分分析  22-23
    2.5 类胡萝卜素组分分析及定性  23-25
    2.6 细菌叶绿素组分分析及性质  25-27
  3 讨论  27-29
第三章 不同培养条件下色素蛋白复合体的分离纯化  29-44
  1 材料与方法  29-30
    1.1 材料  29-30
    1.2 培养条件  30
    1.3 菌体收获与破壁  30
    1.4 膜蛋白增溶  30
    1.5 膜蛋白硫酸铵分级分离和透析  30
    1.6 DEAE-32纤维素柱分离纯化  30
    1.7 纯化蛋白生物活性初步研究  30
  2 结果  30-42
    2.1 菌体破壁  30-32
    2.2 膜蛋白增溶  32-34
    2.3 色素蛋白复合体的硫酸铵分离  34-37
    2.4 DEAE-32纤维素柱分离纯化  37-41
    2.5 纯化蛋白生物活性初步研究  41-42
  3 讨论  42-44
第四章 盐酸胍对LH2复合体光谱特性的影响  44-47
  1 材料和方法  44
    1.1 仪器与试剂  44
    1.2 样品  44
    1.3 实验方法  44
  2 结果与分析  44-46
  3 结论  46-47
参考文献  47-52
致谢  52-53
附录  53-54

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中图分类: > 生物科学 > 微生物学
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