甘蔗细胞色素b6-f复合体铁硫亚基(SoCYT)基因的克隆和表达分析

以甘蔗叶片总RNA为模板,通过RT-PCR扩增细胞色素b6-f复合体铁硫亚基基因的c DNA,采用生物信息学软件分析所克隆基因的编码蛋白特性,并用荧光定量PCR分析该基因的表达情况。结果表明：克隆得到的c DNA片段长度为796 bp,包括1个579 bp的开放阅读框,编码192个氨基酸。甘蔗与高粱CYT基因c DNA序列的同源性为94.0%,氨基酸序列同源性为99.0%;该基因推导的蛋白分子量大小为20.67KD,等电点为6.24,疏水性分值在0.50~2.11;蛋白二级结构中α-螺旋占17.19%,随机卷曲占53.12%,延伸链占21.53%,β-转角只占8.33%,Gen Bank登录号为JQ712582。实时荧光定量分析结果表明,随着甘蔗干旱胁迫时间的延长,So CYT基因表达均呈下降的趋势,PEG与PEG加Si处理的So CYT基因的表达量有显著差异,加硅可减缓So CYT基因表达的下降速度和对细胞色素b6/f复合体的结构的损伤和影响。

光系统I捕光天线及反应中心、细胞色素b6f复合物的结构与功能研究2011年度报告

该研究旨在揭示光合膜色素蛋白复合体——光系统I捕光天线及核心复合体、细胞色素b6f复合物的结构与功能。通过多种光谱学技术研究光能的吸收传递和转化的量子机理,并通过获得膜蛋白晶体,在近原子或原子水平分辨率解析膜蛋白的空间结构,揭示光合作用的物质基础,更深刻地理解光合作用机理。该报告还将研究参与光合膜组装、光能转换和利用及功能调控有关的重要基因以及相应的蛋白的结构与功能,揭示光合作用中光抑制和光氧化调控的分子机理,为提高光能利用效率提供理论依据。

光系统I捕光天线及反应中心、细胞色素b6f复合物的结构与功能研究立项报告

该课题旨在揭示光合膜色素蛋白复合体棗光系统I捕光天线及核心复合体、细胞色素b6f复合物的结构与功能。通过多种光谱学技术研究光能的吸收传递和转化的量子机理,并通过获得膜蛋白晶体,在近原子或原子水平分辨率解析膜蛋白的空间结构,揭示光合作用的物质基础,更深刻地理解光合作用机理。该课题还将研究参与光合膜组装、光能转换和利用与功能调控有关的重要基因以及相应的蛋白的结构与功能,揭示光合作用中光抑制和光氧化调控的分子机理,为提高光能利用效率提供理论依据。

溶液中细胞色素b6f的原子力显微镜和扫描隧道显微镜观测

本文用原子力显微镜(atomicforcemicroscope,AFM)和扫描隧道显微镜(scanningtunnelingmicroscope,STM)在Tricine NaOH OG缓冲溶液中研究了细胞色素b6f(Cytochromeb6f,Cytb6f)在固体表面上的吸附形态。首先用AFM观察了吸附在云母表面上的Cytb6f复合体,观察到了分散较好的蛋白质颗粒。进一步用高分辨率的电化学STM(EC STM)观察了吸附在Au(111)表面上的Cytb6f分子,在浓度较低时发现了其二聚体的吸附形态,而在浓度较高时Cytb6f分子在Au(111)表面聚集成薄膜。

菠菜细胞色素b_6f复合体中单线态氧的产生和清除机制(英文)

采用自旋捕捉电子顺磁共振技术研究了强光诱导下菠菜Cyt b6f中单线态氧(1O2*)产生和清除的分子机制,结果表明:在强光照射和有氧条件下,缺失Rieske Fe-S蛋白的Cytb6f和分离的Rieske Fe-S蛋白溶液中都检测到1O2*的产生,这证明Chla和Rieske Fe-S蛋白都是菠菜Cytb6f中光诱导1O2*产生的位点,而Chla是1O2*产生的主要部位。采用波长为675 nm的红光选择性激发Cytb6f中的Chla时,也检测到1O2*的产生,进一步支持了上述结论。此外,外加天然抗氧化物质,如抗坏血酸、谷胱甘肽、L-组氨酸和β-胡萝卜素,可清除系统中产生的1O2*。这很可能是菠菜Cytb6f中一种保护底物抵抗单线态氧光氧化的保护机制。

甘蔗Rieske Fe/S蛋白前体基因ScPetC的克隆及表达分析

细胞色素b6f复合体还原型铁硫蛋白前体(Cytochrome b6f complex Rieske Fe/S precursor protein,PetC)是由细胞核PetC基因编码的蛋白,其成熟蛋白参与构成细胞色素b6f复合体,是电子传递的重要元件。基于前期构建的受高粱花叶病毒(Sorghum mosaic virus,SrMV)侵染的甘蔗转录组数据库,从主栽甘蔗品种‘新台糖22号’叶片中成功克隆到该基因,并命名为ScPetC(GenBank登录号为MH333037.1)。生物信息学分析发现,ScPetC基因cDNA全长824bp,包含了一个678bp的开放阅读框,编码226个氨基酸。ScPetC属于PRK13473超家族,其C末端具有典型的Rieske保守结构域;蛋白理论等电点为8.19,属于稳定的、亲水性蛋白;二级结构多为无规则卷曲,三级结构预测其比其他植物PetC多出一段α螺旋结构。在本氏烟(Nicotiana benthamiana)叶片瞬时表达中,ScPetC定位于叶绿体、细胞质和细胞膜。尽管前人研究表明,ScPetC的表达量会受SrMV侵染的影响,不同于半夏(Pinellia ternata)PetC与大豆花叶病毒(Soybean mosaic virus,SMV)P1蛋白之间的互作,ScPetC不能与SrMV-P1蛋白互作,但能与甘蔗黄叶病毒(Sugarcane yellow leaf virus,SCYLV)P0蛋白互作。实时荧光定量PCR分析表明,ScPetC基因在甘蔗不同组织中均有表达,但在叶片中的表达量最高。甘蔗受脱落酸胁迫3 h时,ScPetC表达量显著上调,但是随着处理时间的延长,表达受到抑制;在茉莉酸甲酯、水杨酸、氯化铜、氯化镉和氯化钠胁迫下,ScPetC表达量均显著下调。本研究通过对ScPetC生物学功能、环境外源激素与重金属等胁迫下的表达模式及其与甘蔗病原病毒蛋白互作的初步探究,增加了对甘蔗PetC的了解,也为深入研究其在甘蔗受黄叶病毒侵染中的作用奠定基础。

对氢键网络的干扰降低细胞色素b_6f复合体中Chla的光稳定性

细胞色素b6f蛋白复合体（Cyt b6f）参与光合膜上电子传递和跨膜质子转移,在体内以二体形式存在,每个单体只结合1分子叶绿素a（Chla）.该Chla性质独特,光照条件下十分稳定,是甲醇中游离Chla的120~130倍,然而其光稳定性的机制仍未彻底阐明.Cyt b6f 2.7的晶体结构显示,Chla中心的Mg离子和H2O分子配位,并且该H2O分子通过氢键与复合体亚基Ⅳ的氨基酸G136和T137相互作用.本研究基于这一结构特点,对上述2个氨基酸进行了定点突变,以干扰、破坏氢键网络.结果发现,突变不仅导致蛋白与Chla结合能力下降,而且显著降低了Chla的光稳定性,这一结果表明,Cyt b6f中Chla相关的氢键网络对其稳定性具有重要的作用.

鸡MHC-B-F基因外显子3 PCR-RFLP-TasⅠ的多态分布

研究利用PCR-RFLP方法检测了MHC-B-F基因外显子3TasⅠ位点不同基因型在9个鸡品种计235个个体中的分布情况。结果表明MHC-B-F基因外显子3TasⅠ位点中存在3种基因型,命名为AA、AB、BB。它们在不同品种中的分布各异,AA基因型在杏花鸡、灵山香鸡、丝羽乌骨鸡中的频率显著甚至极显著地高于其它品种(P<0.05orP<0.01),AB基因型在来航鸡与隐性白洛克中的频率相当低(P<0.05orP<0.01),BB基因型在隐性白洛克中的分布频率则极显著地高于其它8个品种(P<0.01)。

国外发现光合作用关键蛋白高分辨率结构

为在原子水平上了解光合作用过程,波兰雅盖隆大学科研人员对一种关键光合蛋白进行了研究,发现了细胞色素b6f蛋白复合物的高分辨率冷冻电镜结构。这种蛋白质充当质体醌和质体蓝素之间的电子载体,将其他重要的蛋白质复合物-光系统连接成一个功能整体。已公布结构提供的新信息将有助于更深入地了解光合作用能量产出的分子基础。

环境因子对脱氯功能念珠藻Nostoc PD-2降解多氯联苯过程中基因表达的影响

以分离筛选自多氯联苯污染水稻田中的脱氯功能蓝藻Nostoc PD-2为材料,两种典型的三氯代多氯联苯PCB28和PCB30为目标污染物,在不同的氮源、碳源和培养温度条件下,研究了脱氯功能藻种Nostoc PD-2中双加氧酶基因和细胞色素b6f复合体铁硫蛋白基因的表达情况及两种基因对脱氯作用的影响.结果显示,以硝酸钠作为氮源时,与氮气氮源组相比,PCB28和PCB30降解组中的两种基因均显著上调表达,双加氧酶基因的上调倍数分别为1.9和5.7倍,铁硫蛋白基因的上调倍数分别为1.1和1.7倍;添加碳酸钠时,与对照相比,双加氧酶基因最高上调了2.2倍,铁硫蛋白基因最高上调了3.4倍;提高温度对双加氧酶基因和铁硫蛋白基因的表达均有促进作用.相较于铁硫蛋白,双加氧酶基因相对表达量与PCB28和PCB30的脱氯百分比之间的相关系数分别为0.872和0.832,表明双加氧酶基因活性与功能藻种PD-2脱氯降解PCBs的相关性更高.本研究结果表明,不同环境因子可引起脱氯功能藻种Nostoc PD-2降解PCBs过程中双加氧酶基因和铁硫蛋白基因的差异表达,添加碳源对降解效果的促进作用最明显,脱氯功能藻种在工程应用中采用优化的环境条件有利于提高降解效率.

光合作用的光反应研究现状

光合作用是全球生物链的基础，产生食物和氧气，可以提供光合化石燃料并促进呼吸作用和多细胞生物的进化。文章介绍了植物光合作用光反应中两个重要反应（原初反应和光合磷酸化）的过程及原理。着重介绍了光捕获复合物，PSII系统和细胞色素b6f在光反应中的作用及研究现状。为对光反应过程的深入研究和应用提供理论依据。