杂种杨无性系的光系统Ⅱ放氧活性、光合色素及叶绿体超微结构对光胁迫的响应

用氧电极仪、红外CO2 气体分析仪及叶绿素荧光仪,结合透射电镜技术对几个杂种杨无性系在光胁迫下的光系统Ⅱ活性、光合色素及叶绿体超微结构进行了测定。随着预处理光强的增加,各无性系叶片的净光合速率和光系统Ⅱ放氧活性明显下降。二倍体无性系B1 1的光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv/Fm)及实际光化学效率[(Fm′ -F)/Fm′]高于两个三倍体无性系B346和B342。强光下三倍体无性系B346的非光化学淬灭远高于B342和二倍体无性系B1 1。叶绿素含量和光合速率没有明显的线性关系,叶绿素a/b含量在自然光胁迫下存在季节变化,受强光胁迫 2个三倍体无性系的叶绿素a/b增大。预处理光强PFD超过 30 0 0 μmolphotons·m-2 ·s-1 ,各无性系的基粒类囊体片层结构遭到破坏,但二倍体无性系的类囊体片层结构受破坏程度较三倍体无性系轻。叶绿体蛋白合成抑制剂(硫酸链霉素,SM)

稀土La^（3＋）和维生素C对黄瓜PSⅡ颗粒放氧活性机理影响的初探

用１０μｇ／ｇＬａ￣（３＋）、１．０％Ｖｃ、１０μｇ／ｇＬａ￣（３＋）＋１·０％Ｖｃ、蒸馏水四种处理，喷施正处在衰老过程中的黄瓜叶片，一周后提取ＰＳⅡ颗粒，通过ＳＤＳ－ＰＡＧＥ、薄层扫描和Ｃｌａｒｋ测氧等测试技术，发现处理与对照的ＰＳⅡ颗粒在与放氧活性密切相关的３３、２３、１７ｋＤ三肽的相对总含量上有变化，１０μｇ／ｇＬａ￣（３＋）处理比对照减少２８．９％，而１．０％Ｖｃ和１０μｇ／ｇＬａ￣（３＋）＋１．０％Ｖｃ处理的与对照接近。前者的放氧活性降低３７．３％，后者的放氧活性增加６２．４％，是对照的１．６倍，共同处理的结果与对照相近。可见，在光合放氧中，１．０％Ｖｃ与１０μｇ／ｇＬａ￣（３＋）拮抗。而且，３３、２３、１７ｋＤ三肽总量的相对减少与放氧活性的高低呈正相关。

盐生植物大米草PSⅡ颗粒的放氧活性及多肽组分

以盐生的大米草（Ｓｐａｒｔｉｎａａｎｇｌｉｃａ）为实验材料，ＢＢＹ法制备ＰＳⅡ颗粒，氧电极法测定其放氧活性，并通过ＳＤＳ－ＰＡＧＥ及盐洗等手段对其多肽组分及特性进行了探索．结果显示①大米草尽管生长在盐生的环境中，但其ＰＳⅡ放氧活性（９９．９２μｍｏｌＯ２／ｍｇＣｈｌ·ｈ）和菠菜接近，但比分类地位较接近的小麦要高出１倍．②外加ＣａＣｌ２后，大米草ＰＳⅡ放氧活性由原来的９９．９２μｍｏｌＯ２／ｍｇＣｈｌ·ｈ增加到１１４．２０μｍｏｌＯ２／ｍｇＣｈｌ·ｈ，表明Ｃａ２＋的数量和分布与放氧过程密切相关．③多肽组分分析表明，大米草ＰＳⅡ由１３条多肽组成，比中生类型的植物增加了分子量为６７０００和５００００的２两条多肽．④盐洗后，放氧活性降低，回加ＣａＣｌ２，放氧活性得到一定程度的恢复．多肽组分分析显示盐洗后，分子量为２４０００，１８０００及其它４条小分子多肽有不同程度丧失．这表明盐生大米草与放氧有联系的多肽和菠菜。

去锰PSⅡ颗粒放氧活性光活化的部分生化特性研究

羟胺处理使菠菜ＰＳⅡ颗粒丧失绝大部分锰和放氧活性，一定条件下Ｍｎ￣（２＋）能被光氧化重新组装入ＰＳⅡ颗粒并恢复放氧活性。在最适ｐＨ（ｐＨ６．５）下，只有光照和Ｍｎ￣（２＋）为Ｍｎ与Ｓ－态复合物结合所必需，Ｃａ￣（２＋）的存在大大提高了重组锰复合物的水分解活性，Ｃａ￣（２＋）和Ｍｎ￣（２＋）在Ｃａ￣（２＋）结合部位相互竞争。外加入人工电子受体可使光活化效率提高。Ｃｌ￣－在光活化中的作用可部分程度被代替。在光活化和放氧复合物Ｓ－态周转中Ｃｌ的动力学行为不同。光活化为一典型的一级反应。

银杏、金钱松PSⅡ颗粒放氧活性及多肽组分的研究

以银杏、金钱松为裸子植物的代表性实验材料对其ＰＳⅡ光合放氧及多肽组分进行了研究，和菠菜相比较，银杏、金钱松ＰＳⅡ放氧活性较低，分别为菠菜的１０％和３５％左右．对银杏、金钱松的ＰＳⅡ多肽组与分析发现，其多肽组分较复杂，和被子植物菠菜相比较，多肽数量多，且含有分子量为６５０００、６１０００、５２０００的大分子多肽．小分子多肽也存在一定的差异．

磷脂酰甘油对光系统Ⅱ放氧活性的影响

通过重组试验表明 ,磷脂酰甘油 (PG)对菠菜 (SpinaciaoleraceaL .)光系统Ⅱ (PSⅡ )的放氧活性产生显著影响 ,具有明显的浓度效应。随PG浓度的增加 ,PSⅡ的放氧能力逐渐增强 ,到 10mgPG /mgChl时PSⅡ活性达到最大。此后在 10～ 2 2mgPG/mgChl浓度范围内 ,PSⅡ放氧活性变化不大。而当PG浓度继续增大时 ,PSⅡ放氧活性迅速降低 ,40mgPG/mgChl时的PSⅡ活性已降至未处理PSⅡ的 40 %。放氧活性的增强是由于PG维持了色素蛋白的适宜结构 ,而放氧活性的降低可归之于渗透效应而致的外周蛋白结构的改变。

Mn_3O(Salea)_2(C_2H_3O_2)_3·HC_2H_3O_2的合成、表征及放氧活性测定

合成了三核锰(Ⅲ)Schiff碱配合物:Mn_3O(Salea)_2(C_2H_3O_2)_3·HC_2H_3O_2(其中Salea^(2-)为水杨醛缩乙醇胺Schiff碱阴离子),经元素分析、磁矩、化合价、电导率、热分析、红外、紫外光谱等进行表征,并利用氧电极进行了放氧活性测试,发现在对苯醌存在下配合物能促使水分解释放氧气,其反应受温度、对苯醌和配合物浓度等因素影响,并提出了可能的放氧反应方程.

磷脂酰甘油对缺钙光系统Ⅱ放氧活性的影响

磷脂酰甘油（ＰＧ）对缺钙光系统Ⅱ（ｄ_(Ｃａ)ＰＳⅡ）的放氧活性具有显著的影响，即ＰＧ可以使ＰＳ Ⅱ颗粒因缺钙而受抑制的放氧活性得到恢复．外加Ｃａ^（２＋）可使ＰＧ表现出对ｄ_(Ｃａ)ＰＳⅡ放氧活性的更大促进作用，且随Ｃａ^（２＋）浓度的增加，促进作用也越显著．ＰＧ的作用就在于恢复蛋白的正常结构，而 ＰＧ与 Ｃａ~２＋形成的配合物可以优化这种结构而使缺钙 ＰＳⅡ颗粒的放氧活性得到增强．

光系统Ⅱ中磷脂极性基团的缺失导致其放氧活性和蛋白质二级结构的改变

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放氧活性的降低,同时影响 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分子中的极性基团与 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.

光系统Ⅱ(PSⅡ)放氧复合物中钙结合状态的研究

根据分离介质、EGTA、NaCl 等洗涤处理和回加 CaCl2的实验结果表明:PSⅡ颗粒中松散结合的 Ca2+,一部分附着于膜的表面,一部分被17、23kD 多肽组成的屏障所掩盖,这两种结合状态的 Ca2+对保持光合作用放氧活性都是必需的。后一种结合状态的 Ca2+与 Mn2+有相同的结合位点和结合特性,故 Mn2+可取代 Ca2+的结合而产生竞争性抑制作用,从而影响光合放氧。

嗜热优雅粘囊藻的生长、放氧和超微结构

从温泉分离出一种嗜热蓝藻。它的生长最适温度为４５℃。在饱和光及４５一４７℃中藻的光合放氧活性可达４５０μｍｏｌＯ＿２．ｍｇｃｈｌａ￣（－１）·ｈｒ￣（－１）。在黑暗中藻的呼吸和放氢的最适温度都在４７℃。电子显微镜相片显示，藻细胞中类囊体十分发达，它连接着藻胆体，并包围着核质、多角体和蓝藻颗粒体。

光合放氧的电极电位测定法的研究

介绍了用电极电位法测定植物的光合放氧速率,由此可以测定其放氧活性,此法具有应用面广、设备简便、灵敏度高、反应快及可以连续记录的特点,是一种研究光合作用的新方法。

光系统Ⅱ中磷脂的缺失对其功能和结构的影响

运用酶学方法探讨了光系统Ⅱ(PSⅡ)中磷脂酰甘油(PG)的作用.研究表明,在PSⅡ的放氧复合物附近可能存在着PG的作用区.PG的缺失导致PSⅡ放氧活性的降低,影响PSⅡ蛋白质的空间结构,具体表现为蛋白质二级结构中α-螺旋和转角结构的减少以及β-折叠结构的增加;同时酪氨酸残基中酚环的构象和微极性发生了改变.

TCA法去除放氧外周蛋白对PSⅡ放氧侧的影响

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。

小麦苗期叶片PSⅡ结构与功能对光胁迫的响应

以扬麦 5号苗期叶片的类囊体膜和PSⅡ颗粒为对象 ,测定光胁迫条件 (2 50 0 μmol·m- 2 ·s- 1 )下PSⅡ组分和功能特性的变化。光逆境条件下 ,类囊体膜及PSⅡ颗粒的放氧活性明显下降。室温下荧光发射光谱的测定结果也表明 ,光逆境处理导致类囊体膜及PSⅡ颗粒荧光发射强度下降。多肽组分变化的分析显示 ,PSⅡ颗粒外周蛋白OEC 33 0 0 0u多肽对光胁迫响应最为敏感 ,降解较显著 ,外周蛋白OEC 1 70 0 0、2 3 0 0

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

采用氧极谱技术、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)技术和凝胶电泳(SDS-PAGE)技术研究了双半乳糖甘油二酯(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.

磷脂酰甘油与缺钙光系统Ⅱ的相互作用

对磷脂酰甘油(PG)对缺钙光系统Ⅱ(d_(Ca)PSⅡ)放氧活性的影响及其作用机制进行了研究.结果表明,PG除能促进PSⅡ的放氧活性以外,还对PSⅡ系统表现出新的作用,即PG可以使PSⅡ颗粒因缺钙而受抑制的放氧活性得到恢复;外加Ca^(2+)可使PC表现出对d_(Ca)PSⅡ放氧活性的更大促进作用,且随Ca^(2+)浓度的增加,促进作用也越显著.PG的作用就在于恢复蛋白的正常结构,而PG与Ca^(2+)形成的配合物可以优化这种结构而使缺钙PSⅡ颗粒的放氧活性得到增强.

通过快速荧光动力学曲线探测白黄瓜光系统Ⅱ的热激胁迫效应

以耐热性较强的短粗型白黄瓜和长棒型白黄瓜为试材,并以耐热性较差的‘新泰密刺’和耐热性较强的‘津春4号’为对照品种,经热激胁迫后采用植物效率仪PEA测试,进行光系统Ⅱ(PSⅡ)快速叶绿素荧光诱导动力学分析(JIP-test)及其热稳定性的热力学分析。随着热激胁迫温度的升高(在30～57℃下5min),表现为PSⅡ的最大光化学效率Fv/Fm、单位面积的光合机构含有的反应中心数目RC/CSo、放氧复合体活性ρk呈"S"型下降趋势;单位反应中心以热能形式耗散的能量DIo/RC呈"S"型上升趋势。综合分析反映出热激胁迫下PSⅡ反应中心的可逆失活、放氧复合体(OEC)的钝化和热耗散的三重机制在保护PSⅡ防止光抑制中起到重要作用。热激胁迫温度超过30℃时ρk就开始下降;超过40℃时RC/CSo开始下降;超过44℃以上,PSⅡ热耗散能力DIo/RC才表现出增加;超过51℃时,会加重耐热性较差的新泰密刺品种PSⅡ热耗散机构对PSⅡ保护的负担。通过标准状态变性自由能变ΔGD计算的变性中点温度Tm表明,PSⅡ蛋白复合体的热稳定性优于PSⅡ反应中心复合体热的稳定性和放氧复合体(OEC)的热稳定性。对于Fv/Fm、RC/CSo、和ρk的Tm均呈现出津春4号耐热性较强,新泰密刺耐热性较差,长棒型白黄瓜和短粗型白黄瓜耐热性居中。

Effect of Inhibitor K-23 on O_2-evolution and Hill Activity of PSⅡ Membrane Fragments of Spinacia oleracea

研究了新的抑制剂K_2 3对波菜 (SpinaciaoleraceaMill.)PSⅡ放氧活性和 2 ,6_dichlorophenolindophenol (DCIP)光还原活性的影响。研究发现 :抑制剂K_2 3在低浓度时对PSⅡ放氧活性有明显促进作用 ,而对DCIP光还原活性的促进作用不太明显。在高浓度时抑制PSⅡ放氧活性和DCIP光还原。对K_2 3的抑制部位进行了初步探讨。

Comparison Between the Influences of Phosphatidylcholine and Triton X-100 on the Protein Secondary Structures and Oxygen-evolving Activity of Photosystem Ⅱ

The structural and functional alterations within the PSⅡ membrane from phosphatidylcholine reconstitution and Triton X_100 (TX_100) treatment were studied by using Fourier transform_infrared (FT_IR) spectroscopic technique and oxygen electrode. Phosphatidylcholine reconstitution showed no significant effect on the protein secondary structures of PSⅡ membrane but an increase of the rate of PSⅡ_mediated oxygen_evolution. The phosphatidylcholine lipids with different length of acyl chains displayed different capabilities to stimulate oxygen_evolution. In contrast, perturbation of the bilayer lipids by TX_100 resulted in obvious changes of the protein secondary structures within the PSⅡ membrane and in the loss of the PSⅡ_mediated oxygen_evolving activity. The results indicate the importance of membrane integrity in maintaining the stability of the photosynthetic membrane proteins.