紫色光合细菌中类胡萝卜素的选择性分布及功能

紫色光合细菌Rhodopseudomonas（Rps．）palustris光合膜中的外周捕光天线（LH2）及核心复合物（LH1-Rc）中都含有多种类胡萝卜素分子（Crt）。研究不同种类的Crt在上述色素蛋白复合物中的分布及其生理学功能具有重要意义。采用了高效液相色谱（HPLC）手段分析了中等光强（～4000lux）培养条件下所获得的Rps．palustris的LH2及LH1-RC中的Crt组成，发现共轭双键数目（n）为11或12的类胡萝卜素分子（包括lyeopene（n=11），Anhydrorhodivibrin（n=12）及Rhodopin（n=12）等，主要集中在LH2复合物中，而n=13的类胡萝卜素分子Spirilloxanthin则优先结合到LH1-RC中。通过将稳态吸收光谱及近红外荧光激发光谱在细菌叶绿素的Qx带处归一化，并比较两者的数值，发现在LH2中Crt从单重态向BCh1的传能效率[30．9％（v=0），25．4％（v=1），30．4％（v=2）]明显高于在LH1-RC中的传能效率[10．7％（v=0），7．8％（v=1），11．4％（v=2）]。此外，本文还运用亚微秒时间分辨吸收光谱检测了类胡萝卜素三重态Tn←T1吸收，发现伴随着532nm激光脉冲激发，LH1-RC和LH2中Crt三重态的吸收主峰位于571及560mn左右，它们分别归属于n=13和n=12的类胡萝卜素分子。通过对动力学衰减曲线进行单指数拟合，发现前者的衰减时间常数（1．6μs）明显短于后者（2．2μs）。上述研究结果表明，短链Crt易于结合到LH2中承担捕光的功能，而长链Crt优先结合到LH1-RC中发挥光保护功能。