温度对拟南芥STN7激酶表达及LHCⅡ蛋白磷酸化的影响

拟南芥STN7蛋白激酶参与了LHCⅡ蛋白的磷酸化和状态转换过程.本研究根据STN7激酶的蛋白序列,合成了一段含11个氨基酸的亲水肽段,与牛血清蛋白BSA偶联后,免疫家兔制备得到合成多肽的抗体,免疫双扩散和Western blot检测表明该多肽抗体效价和特异性较高.借助该多肽抗体、磷酸化抗体和低温(77K)荧光,研究了温度对拟南芥LHCⅡ蛋白的磷酸化、状态转换和STN7激酶表达的影响.结果表明,温度不仅调节LHCⅡ蛋白的磷酸化水平,而且还调节STN7激酶的表达水平.另外,LHCⅡ蛋白的磷酸化随温度的变化趋势与STN7激酶表达量的变化趋势相对一致,并且与状态转换密切相关,为LHCⅡ蛋白磷酸化及STN7激酶表达调控机理研究提供了有用的信息.

植物光合机构的状态转换

植物光合机构的状态转换是一种通过光系统II的捕光天线色素蛋白复合体(LHCII)的可逆磷酸化调节激发能在两个光系统间的分配来适应环境中光质等短期变化的机制。一般植物光合机构的LHCII磷酸化主要受电子递体质醌和细胞色素b6f复合体氧化还原状态的调节,从而影响其在两种光系统间的移动。植物光合机构的状态转换也可以通过两种光系统相互接近导致激发能满溢来平衡两个光系统的激发能分配。外界离子浓度骤变可以引起盐藻LHCII磷酸化,其调节过程与电子递体的氧化还原状态无关。绿藻的状态转换可以调节细胞内的ATP供求关系。

氯霉素处理对拟南芥STN7和STN8基因表达的影响

本实验运用多肽抗体、磷酸化抗体和半定量RT-PCR技术,研究了叶绿体蛋白合成抑制剂——氯霉素(CAP)处理对拟南芥叶片在生长光强下LHCⅡ蛋白与PSⅡ核心蛋白的磷酸化、STN7和STN8基因在mRNA水平和蛋白水平的变化.结果显示:与对照相比,CAP处理叶片在生长光强下STN7基因表达的mRNA水平减少,类囊体膜上酶蛋白含量较低,LHCⅡ蛋白磷酸化水平也较低;而STN8基因表达的mRNA水平增加,类囊体膜上酶蛋白含量增加了1倍,与PSⅡ核心蛋白中D1、D2和CP43的磷酸化水平较高相吻合.研究表明,氯霉素抑制叶绿体蛋白合成后并影响核基因STN7和STN8的表达.

植物光合机构对光环境的适应机制:状态转换

在自然条件下,植物接受的照光量经常变化,而植物在进化过程中已形成了相应的适应机制,用以维持光环境变化过程中2个光反应之间光能转换的能量平衡.植物的调控系统不但能通过调控叶片和叶绿体的运动以及光合色素的积累调节光的吸收,还可以通过光系统的状态转换灵活地调节捕光色素蛋白复合体吸收的能量分配.特别是在低光强下,植物通过可对电子传递链的氧化还原状态做出响应的激酶和磷酸酶调控光系统Ⅱ捕光色素蛋白复合体(LHCⅡ)的可逆磷酸化,从而调节激发能在PSⅠ与PSⅡ之间的分配.植物的状态转换机制是植物适应光质等光环境变化的重要机制.本文综述了植物状态转换机制的研究进展,阐述了LHCⅡ的磷酸化及其在PSⅠ与PSⅡ两个光系统间的移动及其状态转换在植物适应光环境变化中的生理意义,并展望了今后的主要研究方向.

不同叶龄拟南芥叶片中STN7激酶表达的研究

光合生物的状态转换可以调节激发能在2个光系统间的分配,以响应环境变化,避免光对其产生损伤.状态转换过程中伴随着LHCⅡ蛋白的磷酸化与去磷酸化.拟南芥STN7蛋白激酶参与了LHCⅡ蛋白的磷酸化和状态转换过程.借助STN7抗体与磷酸化苏氨酸抗体,研究了光照3h时STN7激酶在不同叶龄拟南芥叶片中的表达与LHCⅡ蛋白磷酸化的关系.实验结果表明,随着拟南芥叶龄的增加,STN7激酶蛋白的稳态水平逐渐降低,而LHCⅡ蛋白磷酸化与叶片PSⅡ光合活力则在生长6w时为最大.说明STN7激酶的调节存在酶量与酶活性的调节,并且以后者为主.