蓝藻碳酸氢根转运子BicA的分子性质和生理功能的研究

蓝藻的无机碳转运系统是其CO2浓缩机制的重要构成，也是蓝藻适应外界环境的重要基础。BicA蛋白是一个新型的无机碳转运子，负责HCO3-的运输，具有高通量的运输能力。但是目前关于此蛋白的结构与功能尚有待于阐明。本项目将在完成对无机碳转运系统的生理功能研究的基础上，结合遗传学、生化技术和蛋白组学的方法进一步深入研究集胞藻6803的BicA蛋白的生理生化功能，找到与BicA共同作用的新的蛋白分子以及与负调控因子NdhR的相互关系。揭示它在蓝藻适应各种水体环境和低碳浓度方面的作用。

蓝藻具有完善的CO2浓缩机制，以适应不同水体环境中各种变化的碳源浓度。BicA蛋白是一个新型的HCO3-转运子，通过对它的生理生化研究，我们发现该蛋白是一个定位于细胞质膜上的蛋白转运体，该蛋白的缺失会造成细胞膜渗透性的改变进而影响细胞体积。比较不同CO2浓度条件下的4缺突变体的生长，结果显示4缺突变体在低CO2条件下均慢于野生型，而在高CO2条件下，依赖BicA的4缺突变体明显快于其他两种4缺突变体；比较不同4缺突变体的光合放氧发现，4缺突变体的呼吸作用明显高于野生型，依赖SbtA或BicA的4缺突变体的光合放氧在高光下则显著提高，说明BicA是一种高耗能高效率的转运子，能满足细胞对CO2的基本需求。