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The characteristics of pigment-protein complexes from brown alga Undaria pinnatifida

褐藻裙带菜色素蛋白复合物的性质*


用去污剂DMG增溶褐藻裙带菜(Undaria pinnatifida)的类囊体膜,通过PAGE分离色素-蛋白复合物并分析其性质,结果表明:CPⅠa和CPⅠ都含有66kDa的多肽,低温荧光发射光谱中有715nm的长波荧光峰,激发光谱测定结果表明CPⅠa是含有墨角藻黄素的叶绿素a/c-蛋白复合物,CPⅠ是只含有叶绿素a的色素-蛋白复合物。CPa含有51、37、34和20kDa四种多肽,低温荧光发射峰位于683nm,激发光谱表明它含有叶绿素a、c和少量墨角藻黄素,是裙带菜的PSⅠ复合物。其余5条为捕光色素-蛋白复合物,它们都是由20kDa的多肽组成,其中LHC1和LHC3有相似的光谱特性,是墨角藻黄素-叶绿素a/c-蛋白复合物,LHC2、LHC4和LHC5的光谱特性相似,是叶绿素a/c-蛋白复合物。

When the thylakoid membranes of brown alga Undaria pinnatifida were solubilized with DMG and subjected to PAGE, eight pigment-protein complexes were resolved.Both CP Ⅰ a and CP Ⅰ contain a polypeptide of 66 kDa,and they have a long- wavelength fluorescence emission peak at 715 nm at 77 K,the excitation spectra shows CP Ⅰ a is fucoxanthin-chla/c-protein complex and CP Ⅰ is chla-protein complex.CPa contains 51,37,34 and 20 kDa polypeptides,its fluorescence emission maximum at 77 K is at 683 nm,the excitation spectra shows that CPa is a fucoxanthin-chla/c-protein complex.The other five complexes are related to LHC,they all present a major polypeptide component of 20 kDa,the spectra characteristics of LHC1 and LHC3 are similar,they are all fucoxanthin-chla/c-protein complexes,LHC2,LHC4 and LHC5 are chla/c-protein complexes.


全 文 : 万方数据
生志科学 21卷
后的凝胶片进行原位光密度扫描.扫描波长为595nlil。
根据标准蛋白曲线计算多肽的分f量。
1.2,4吸收光谱的测定 将电泳条带切下,用岛津
UV.3000型紫外可见双波长双光束自动记录分光光度
计测定室温吸收光谱。波长范围为400--720nm,扫
描速度200nm·min~,狭缝宽度2nm。
1.2,5荧光光谱的测定将电泳条带切下,在77K低
温r用日立F.4500型荧光分光光度计测定。荧光激发
光潜的波长扫描范围为400~600rim,发射光波长为
680rim,荧光发射光谱的波长扫描范围为600,--780
nm.激发光波氏为436nm。狭缝宽度5nm,扫描速
度240nm·min~。
2结果和讨论
为研究褐藻裙带菜色素蛋白质复合物的特性,我
们测定了各种色素一蛋白复合物的室温吸收光谱和77
K低温荧光发射光谱.其吸收蜂和荧光发射峰的波长
见表I,为r进一步分析各种复合物的色素组成和能
鼙传递情况,还测定r各种复合物的荧光激发光谱,
叶绿素a荧光F680的激发峰见表2。并对各种色素
蛋白复合物的多肽组成进行了分析(图1)。根据上述
研究结果.讨论各种色素一蛋白复合物的光谱特性、色
素组成和多肽组成。
2 I CPI a
裙带菜的CPla含有Chla,其吸收峰位丁436~
438rim和674—677nm。该复台物也含有LHC1,主
要表现在吸收光谱表明它含有Chlc和罢角藻黄索。
630nm是Chlc的红光吸收峰。在500~550nm之间
有明显的墨角藻黄素的吸收。Chla的680rim荧光的
激发光谱中有424nm、442nm、472ririq、512np!l和
543nm等5个激发峰。其中424nm和442rim属于
Chla的吸收,472nm属丁Chlc的吸收,512nm和
543FIlll属{:墨角藻黄素的吸收。这进。步说明裙带菜
的CPla中含有Chlc和墨角藻黄素,而且它们吸收
的光能可传递给Chla,发出680rim的荧光,裙带菜
的CPI a有两个荧光峰,分别位于680nm和715ilm.
可以看出(图1.b),裙带莱CPI a含有66kDa和20
kDa两种多肽。
2 2 CPI
裙带菜CPJ的吸收光谱Chla为主要色素.其吸收峰
在438am和677rim,没有墨角藻黄素。从F680的激
发光谱中,也已经观察不到属于Ch]c和墨角藻黄素
的激发峰。裙带菜CP1只含有66kDa多肽(图1.c).
没有CPI a中所含的20kDa多肽.说明CPI是没有
LHCI的较纯的核心复合物。裙带菜CPI除位F
680~682rim的荧光峰外,同CPIa一样,另一个荧
光峰也位于715rim,但.二个荧光峰的相对高度逆转,
在CPla中715rim峰低于680nm峰,而在CPI中
足715nm峰高】:680rim峰。
表1裙带菜色素一蛋白复合物的吸收峰和荧光发射峰Inm)
TablelThefblole$cenceemissionandabsorptionpeakofpigment-proteincompl xesfromUndar/apinnanFuta
512 — 515 515 — 515
543—— 545 545—— 545
F647荧先斑发峰一————————————磊矿—一 ⋯460
旦!竺堕!!!!!曼!!璺堕坚!旦21坐旦!旦坚!——————!!壁——一!塑一————
万方数据
万方数据
!04 生态科学 2:巷
3讨论
褐藻同菠菜等高等植物的CPI在色素组成卜是
相似的.都垃P,(xr_chIa一蛋白复合物红藻““、蓝藻
和高等艄物’。⋯的Psl的反应中心多肽的表观分子量
为65—68kDa,裙带菜的66kDa多肽与此相对
心这一结果也州其它杂包藻类相似。例如三角褐
指藻LPhaeodactylumtricorntttum)为61kDa,肋胞藻
cPleuro(hlorismeiringensis)为60kDa,定鞭金藻
e助1,lovalutherii)为67kDa。同CPI相比,裙带菜
的CPI a多20kDa多钛、H前.只有Berkaroff{“等用
蔗精密度梯度离心分离出糖海带(Laminaria
Ⅻcharina)的“native”PSi,再经电泳得到20kDa
多肽,与裙带装的结果一致Berkaroff等还指出糖海
带的20kDa多吠属于LHt.裙带菜CPI没有CPIa
中所舍的20kDa多肽,同时也没有Chlc和墨角藻黄
素,这说明20kDa多肽也属于Psl的捕光色素一蛋白
复台物1.HCI,
Douadyl81等曾报导糖海带有5l kDa多肽,而且同
高等植物的内周天线CP47有免疫交义反应”1。裙带菜
37kDa和34kDa多肽的表观分r量与蓝藻和高等植
物的36kDa和34kDa多肽相同,也应属于裙带菜的
PSlI的反应中心多呔、
AlberteHI等和Passaquet等””1也曾报导墨角藻黄
由r捕光色素.蛋白复合物中Chlc吸收的光能没有完
拿传递给Chla。定鞭金藻的墨角藻黄素一chla/c一蛋白
复合物除676Tim的Chla发射主峰外.也有640nm
f{0小的荧光峰。当用460nm光激发时,676nm峰消
失,只有640nm荧光峰。经60^C加热处理后.荧光
主峰位于640nm,676nln峰变得很低。这种现象同
我们在LHC.和LHC3中观察到的相似。说明在墨角藻
黄素一Chla/c一蛋白复合物中,部分Chlc吸收的光能没
有传递给Chla,而以Chlc本身的荧光泄漏。Wilhelm
等将其肋胞藻的Chla/c一蛋白复合物在冰箱中放置一
天后也出现了Chlc的635nm荧光峰。这说明当复合
物的结构发生变化时,可使Chlc至Chla间的能量传
递受阻,发出Chlc的荧光。
裙带菜5种捕光色素一蛋白复合物虽然有墨角藻
黄索_Chl“c一蛋白复合物和Chla/c一蛋白复合物之分,
但都由20kDa的多肽组成。其它杂色藻类也同褐藻相
似,例如硅藻三角褐指藻的LHC多肽为17kDa,定
鞭金藻为21kDa,肋胞藻为22~23kDa。高等植物
LHC一般由分子量为24~29kDa的6种多肽组成。
因此,褐藻的多肽组成简单成为其捕光色素一蛋白复合
物的一个鲜明特征。
研究L二知高等植物的730rimK波荧光发射峰是
PsI的重要特征.它的发射来源已经确定近二。年
来,在褐藻PsI夏合物荧光发射光谱的研充报道中,
都没有观察到730nm荧光发射峰。最近,作者系统
地测定和比较了褐藻的叶状体、Ⅱ1绿体、粪囊体膜和
PsI复合物的低温荧光发射光谱”l,都没有观察到730
am荧光峰,儿有位十7152111的荧光峰,这是褐藻
PSI复合物固有的荧光特性,其发射来源我tl’1将另之
发表。
参考文献
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万方数据
褐藻裙带菜色素蛋白复合物的性质
作者: 李爱芬, 胡韧, 刘宁宁, 宫宝安, 周百成
作者单位: 李爱芬,胡韧,刘宁宁(暨南大学水生生物研究所,广州,510632), 宫宝安(烟台大学化学生物
理工学院,烟台,264005), 周百成(中国科学院海洋研究所,青岛,266071)
刊名: 生态科学
英文刊名: ECOLOGIC SCIENCE
年,卷(期): 2002,21(3)
被引用次数: 1次

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