细菌视紫红质(bacteriorhodopsin,bR)是一种光驱受体蛋白,每个活性单元由三个单体组成,每个单体由一分子视蛋白和一分子的视黄醛发色团共价结合而成,其功能为从胞内向胞外定向传输质子,利用形成的质子浓度梯度将光能转化为化学能。光照后视黄醛发色团构型发生all-trans向13-cis转变,蛋白的构象也随之发生了一系列具有稳定中间态的变化并驱动质子的定向传递。在bR蛋白的248个氨基酸残基中,存在着8个色氨酸(Tryptophan,W)残基分布在7个跨膜螺旋的不同位置上。本文旨在探讨bR视黄醛键合区保守性氨基酸色氨酸86(Tryptophan 86,W86)对其光循环中间态和质子泵功能的影响。采用定点突变技术,本论文将W86突变为侧链大小不同的F86和A86,通过原位紫外-可见光吸收光谱、闪光光解光谱、pH滴定,动态光散射,ATP检测,固体核磁共振等技术手段,探究W86F和W86A突变对bR光循环及质子泵功能影响差异性的分子机制。研究结果表明,W86F和W86A突变均造成了bR暗适应状态下视黄醛顺反异构平衡向顺式构型占优的方向移动,且W86F突变可造成反式构型的完全消失。此外,无论是W86F还是W86A突变都造成了蛋白光循环中间态的减弱且衰减延长,以及质子泵功能减弱,从而导致ATP生成率的降低。对W86这同一位点进行两种扰动程度不同的突变,对蛋白的稳定性以及三聚结构也造成了程度不同的影响。但影响机制各有所不同,这可能与这两个突变对视黄醛多烯链上电子云的分布以及周围残基造成的扰动程度不同有关。通过对W86位点进行两种突变,分析突变造成的蛋白结构功能的差异性可以帮助人们更为清晰的认识W86残基对光循环和质子泵功能的调节机制和存在价值,为光驱质子泵蛋白结构和功能的定向改造提供数据参考。在此基础上,本研究还对W87突变对另一微生物视紫红质蛋白古紫质蛋白-4(Archaerhodopsin4,aR4)造成的结构功能影响以及影响机制进行了初步的探究。