重组藻胆蛋白与高等植物类囊体膜之间能量传递的研究❋

尚孟慧，臧晓南，林娇娇，李 瑞，毕 莹，徐晓婷

(中国海洋大学海洋生物遗传学与育种教育部重点实验室，山东 青岛 266003)

光合真核生物叶绿体中的类囊体膜是光合作用部位，其中含有一些色素-蛋白质复合物作为其结构的组成部分，如PSI和PSII。类囊体膜中的色素可分为三大类：叶绿素、类胡萝卜素和藻胆蛋白。在这三类中，叶绿素和类胡萝卜素存在于高等植物中，而藻胆蛋白仅存在于某些藻类中，例如蓝藻和红藻。高等植物类囊体膜上叶绿素，可以吸收在430～450 nm和640～660 nm的两段范围内的可见光，不能利用450～650 nm范围内的可见光[2]。而藻胆蛋白能够捕捉高等植物无法捕捉的540～650 nm区域内的可见光[2]。藻胆蛋白根据结构组分、藻胆色素的类别以及其吸收光能的特点，分成以下种类：藻红蛋白(PE，最大吸收光范围540～570 nm)，藻蓝蛋白(PC，最大吸收光范围610～620 nm)，藻红蓝蛋白(PEC，最大吸收光范围：560～600 nm)，别藻蓝蛋白(APC，最大吸收光范围650～ 655 nm)。藻胆蛋白的吸收光谱恰好与叶绿素互补，使得藻类植物的光吸收范围遍布在几乎整个可见光区域。藻胆蛋白在藻胆体中的组合排列使得光合作用中进行能量传递的效率几乎接近100%[3]。

通常认为光能传递的一般途径为：藻红蛋白→藻蓝蛋白→别藻蓝蛋白→叶绿素a。已有研究证明高等植物类囊体膜与藻类藻胆体之间能够实现光能传递，仵小南[4]等通过实验证明了藻胆蛋白与菠菜类囊体混合孵育后，可以将吸收的光能传递给菠菜的光系统I。若与青菜类囊体混合孵育，藻红蛋白或藻蓝蛋白只有通过别藻蓝蛋白才能将吸收的光能传递给光系统Ⅱ，这与已有的各组分之间在进行光合作用时的能量传递规律是相同的。……