Untitled - 中国植物生理与分子生物学学会

单 半 乳 糖 甘 油 二 脂 对 PSII 核 心 复 合 物 和 外 周 天 线 之 间 结 构 与
功 能 关 系 的 作 用
周 峰 , 刘 双 , 胡 朝 辉 , 杨 春 虹
( 中 国 科 学 院 植 物 研 究 所 光 合 作 用 与 环 境 分 子 生 物 学 重 点 实 验 室 , 北 京 ,100093; * 通 讯 作 者
email: yangch@ibcas.ac.cn)
光 系 统 II(PSII) 是 存 在 于 类 囊 体 膜 中 的 多 亚 基 色 素 蛋 白 复 合 物 ,PSII 的 主 要 功 能 是 吸 收 光
能 , 进 行 光 诱 导 的 电 荷 分 离 , 产 生 电 子 传 递 并 催 化 水 的 光 解 。 光 系 统 II 捕 光 天 线 复 合 物 (LHCII)
与 PSII 核 心 复 合 物 结 合 形 成 的 PSII-LHCII 超 分 子 复 合 物 , 是 PSII 在 体 内 的 基 本 结 构 和 功 能 单
元 , 这 一 结 构 保 证 了 LHCII 吸 收 的 能 量 快 速 有 效 的 传 递 到 PSII 反 应 中 心 , 进 行 原 初 光 化 学 反
应 。 在 光 合 膜 蛋 白 超 分 子 体 系 中 , 膜 脂 与 膜 蛋 白 的 相 互 作 用 是 在 调 节 PSII-LHCII 超 分 子 复 合
物 各 亚 基 之 间 的 结 构 和 功 能 关 系 起 着 重 要 作 用 , 而 在 类 囊 体 膜 脂 中 , 非 双 层 脂 单 半 乳 糖 甘 油
二 脂 (MGDG) 含 量 最 多 , 约 占 50%, 对 于 调 节 光 合 膜 蛋 白 的 结 构 和 功 能 关 系 尤 其 重 要 。 因 此 ,
研 究 膜 脂 中 MGDG 含 量 对 于 系 统 II 中 不 同 大 分 子 间 的 结 构 功 能 关 系 的 影 响 是 解 析 光 合 作 用 光
反 应 原 理 具 有 重 要 的 意 义 。
为 了 研 究 MGDG 对 于 PSII 与 其 外 周 天 线 蛋 白 复 合 体 (LHCIIb) 间 的 功 能 耦 连 以 及 能 量 传 递
的 影 响 , 我 们 将 分 离 的 光 合 色 素 蛋 白 复 合 体 (PSII) 及 其 外 周 天 线 (LHCIIb) 在 不 同 组 成 的 脂 双 分
子 膜 中 进 行 了 PSII 超 分 子 体 系 的 蛋 白 质 脂 质 重 组 , 观 察 了 在 不 同 脂 膜 组 成 的 脂 双 分 子 膜 环 境
中 LHCIIb 与 PSII 间 的 能 量 传 递 规 律 、 以 及 PSII 的 光 还 原 能 力 及 放 氧 速 率 的 变 化 规 律 。 我 们
证 明 了 LHCII 和 PSII 能 在 MGDG 脂 质 体 中 实 现 重 组 , 形 成 LHCII-OECC 超 分 子 复 合 物 , 在
结 构 上 相 互 偶 联 , 而 且 LHCII 吸 收 的 能 量 能 够 传 递 到 核 心 复 合 物 OECC 中 , 形 成 功 能 上 的 偶
联 , 由 此 ,PSII 在 LHCII 的 结 合 增 加 了 功 能 天 线 的 大 小 和 捕 光 截 面 积 , 从 而 提 高 了 PSII 的 光
化 学 活 性 。 而 MGDG 具 有 增 加 促 进 LHCII 与 PSII 核 心 复 合 体 之 间 的 能 量 传 递 和 光 化 学 能 力 。
关 键 词 : 单 半 乳 糖 甘 油 二 脂 ;PSII 核 心 复 合 物 ; 外 周 天 线
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