光合细菌异常光谱外周捕光复合体LH2的调控及形成机制

国际热点-光合细菌色素蛋白复合体PPC(LH2,LH1,RC)研究已从静态发展到动态，结构学需要和生理学等信息相互印证。但研究仍限于几个典型种类，且LH2远不如RC深入，更缺乏特殊光谱PPC报道，也未见PPC与光合产氢关系报道。前期研究表明，固氮红细菌R7具有高光合放氢活性，并合成一种光谱异常LH2。本项目拟采用光谱、色谱和波谱学等方法，系统研究光氧和金属离子对R7光合放氢、光合色素和PPC合成的调节，阐明异常光谱LH2形成的生理机制及与光合放氢关系。对异常光谱LH2进行色素纯化和结构表征及性质研究，通过建立色素特异性缺失LH2模型，将各色素与LH2模型重组，再体外定向组装到膜上(天然态），用多种谱学研究色素-蛋白-膜脂相互作用，用AFM研究其结构与功能，阐明其形成的结构学机制。这为深入理解和阐明LH2调控机理、与光合放氢关系、多样性产生及环境适应性机制、构建新光能生物转化器提供理论依据。

通过研究不同环境因子对紫细菌典型3个属的3个典型菌株的光合色素组成和含量以及色素蛋白复合体的系统比较研究，摸清楚了紫细菌421nm-426nm 光谱形成机制不仅是由特定类胡萝卜素所引起，也可由细菌叶绿素合成前体积累所引起；分离纯化出异常光谱的LH2，并对其进行了结构表征和性质研究，构建了色素特异性缺失LH，2 模型，并将来自紫细菌典型3个属的3类典型的光合色素组装到了色素缺失LH2 模型上，揭示出能量传递效率与光合色素的关系与规律，并筛选出了能量传递效率较高的PPC。本课题为深入理解和阐明LH2 调控机理、与光合放氢关系、多样性产生及环境适应性机制、构建新光能生物转化器提供理论依据。