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光合生物捕获太阳能进行光合作用产生能量是地球上生物体存活的基础。色素蛋白复合体是不产氧光合细菌进行光合作用的物质基础,不产氧光合细菌的色素蛋白复合体主要包括反应中心色素蛋白复合体RC和捕光色素蛋白复合体LHC(LH1、LH2、LH3和LH4)。受环境因素的影响,光合细菌的的生理代谢类型多样,其中光和氧是主要的影响因素,光合细菌色素蛋白复合体的数量和类型会随着光强度和氧分压的变化而发生变化。因此研究光氧对光合色素和色素蛋白复合体合成的影响并对其调控机制进行深入研究意义重大。 本论文以光和氧为变量设置了3种不同的环境条件对固氮红杆菌 Rhodobacterazotoformans134K20菌株进行培养。采用光谱法和色谱法对光和氧调控下的光合色素进行了研究,对不同培养条件下的固氮红杆菌的色素蛋白复合体进行了分离纯化,并初步研究了其生物活性以及盐酸胍对固氮红杆菌LH2复合体光谱学特性的影响。主要实验结果如下: Rhodobacter azotoformans134K20菌株光照厌氧时主要合成3黄、1红、1紫、2绿、2蓝9种色素。黑暗好氧时红色和紫色素种类和合成量明显提高,黄色素则减少,主要合成2黄、3红、2紫、1绿、1蓝9种色素,但不同于光照厌氧。光照好氧时,黄色素减少到1种,紫色素含量明显增加,其余同黑暗好氧。Rhodobacter azotoformans134K20菌株无氧光照时黄色素大量表达,有氧时红色素大量表达,且启动2种新的红色素和1种新的紫色素表达,光照可提高其表达量,而黄色和蓝绿色素则受氧抑制。黄色素1属于球形烯系列,其余两种黄色素是新的类胡萝卜素组分。红色素为新的球形烯酮组分。3种红色素极性、峰形和峰位差别显著,只有正己烷才能显示其精细结构。紫色为极性较大的细菌脱镁叶绿素,绿色和蓝色为4种极性不同的细菌叶绿素a中间产物。乙醚甲醇法适合类胡萝卜素的提取,丙酮甲醇冰冻研磨法能快速有效完全提取光合色素。溶剂效应可有效鉴别细菌叶绿素a中间产物。 在不同的培养条件下,采用硫酸铵粗分离和DEAE-纤维素32离子交换层析进一步分离纯化,获得不同类型的色素蛋白复合体。光照厌氧条件下获得了反应中心-捕光色素蛋白复合体1(RC-LH1)复合物和捕光色素蛋白复合体(LH2)。进一步对纯化物LH2的生物活性进行荧光光谱测定,表明此色素蛋白复合体具有捕获光能和生物传递活性;在光照好氧条件下获得RC-LH1复合物;黑暗好氧条件下获得捕光色素蛋白复合体LH2和LH1。 0.35mol/l的盐酸胍就可以使LH2色素蛋白复合体的光谱学特性发生变化,表现为类胡萝卜素吸收峰降低,B850nm和B800nm的吸收峰下降,出现新的780nm的吸收峰。