Rhodobacter sphaeroides 捕光蛋白复合体II合成的分子机理研究

Rb.sphaeroides捕光蛋白复合体2（LH2）由9对α/β-亚基组成，分别由puc1BAC操纵子的 puc1A和puc1B编码，pucC编码的PucC蛋白在LH2组装中具有重要作用。研究发现该细菌还有第二个puc操纵子puc2BA，puc2B可参与LH2的形成，但有关puc2A的功能尚不清楚。在基因组缺失puc1BA 的DD13突变体中无法形成LH2，但我们发现在DD13中表达puc1BC后可形成LH2。本项目拟在前期研究基础上，利用我们构建的CQU68突变体（缺失puc1BA和puc2BA），分别表达puc2B2AC、puc2B2AsC、puc1B2AC、puc1B2AsC等基因，明确LH2合成过程中puc1BA和puc2BA蛋白亚基间的相互作用及puc2A的功能；并利用免疫共沉淀等技术研究PucC的互作蛋白，阐明Rb. sphaeroides 捕光蛋白复合体II合成的分子机理。

本课题利用我们构建的光合细菌Rhodobacter sphaeroides表达载体pPKpucPpuc1B1AC和带有受氧气浓度和IPTG调控的强杂合启动子的表达载体pRKpucPlacIqpuc1BAC在Rb. sphaeroides CQU68突变体（基因组缺失puf操纵子、puc1BA操纵子和puc2BA操纵子），分别表达了puc2B1AC、puc1B2B1AC、puc1B2A-1C、puc1B2A-2C、puc2B2A-1C、puc2B2A-2C和puc2Bt1AC等基因，证实了puc2BA操纵子在捕光色素蛋白复合体II （LH2）合成过程中的重要作用。通过构建pucC超表达载体并进行表达外源蛋白以及Real-time PCR表明了PucC蛋白对LH2的合成起着至关重要的作用。酵母双杂交实验显示，PucC可能与AglE蛋白相互作用参与调控LH2的生物合成。本研究不仅对全面理解光合细菌Rhodobacter sphaeroides LH2的组装及捕获光能的分子机理、LH2 α-亚基和β-亚基与捕光色素之间的相互作用、光合细菌捕光系统的形成机制及生物光合作用的分子机理等都具有极其重要的理论和实践意义，而且对开发和利用光合细菌以及利用PucC蛋白优化我们已构建的新型Rhodobacter sphaeroides异源蛋白表达系统具有极其重要的作用和巨大的实际应用价值。