褐藻色素蛋白复合物的分离及特性研究

褐藻色素蛋白复合物的分离及特性研究

刘洪艳[1]2002年在《褐藻色素蛋白复合物的分离及特性研究》文中研究说明以褐藻裙带菜(Undaria pinnatifida)为实验材料,建立一套能够分离出有光活性色素蛋白复合物的技术路线。通过对裙带菜色素蛋白复合物分离技术及其影响因素的研究,确立了褐藻的SDGC分离方法。采用蔗糖密度梯度超速离心的方法,以去污剂SDS为增溶剂(SDS:Chl=20:1,4℃增溶20分钟)蔗糖密度梯度为60%、50%、40%、30%、20%、15%和10%,从裙带菜中成功地分离出5条含色素的蛋白质复合物带。 测定裙带菜各色素蛋白复合物的吸收光谱、荧光发射光谱和荧光激发光谱,并进行了DCIP的光还原测定和化学法的氧化还原差示光谱测定。确定了10%和15%层带的色素蛋白复合物为捕光色素复合物;20%和30%层带的复合物为PSⅡ颗粒,具有DCIP的光还原活性;40%层带复合物为去除了捕光色素的PSⅠ复合物。对于有DCIP光还原活性的20%和30%层带的复合物,进一步DEAE离子交换层析纯化。150mM NaCl洗脱纯化后的样品经过荧光激发光谱测定发现,已经去除了叶绿素c和墨角藻黄素,并且仍然具有DCIP的光活性,分析是PSⅡ核心复合物。 在裙带菜纯化的类囊体膜和PSⅠ复合物的荧光光谱中,均未发现属于PSⅠ的730 nm的荧光发射峰,指出730 nm荧光峰不能作为PSⅠ的表征。

刘洪艳[2]2004年在《褐藻色素蛋白复合物研究进展》文中研究说明综述近 2 0年来褐藻色素蛋白复合物的研究进展 ,包括色素蛋白复合物的分离技术 ,反应中心复合物及捕光色素复合物的研究进展。指出目前褐藻色素蛋白复合物研究的特点及存在的问题并进行了讨论

吴珊珊[3]2009年在《雨生红球藻色素蛋白复合物的分离及其特性》文中提出雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)是一种单细胞鞭毛类绿藻,其生活史中主要有绿色游动细胞、绿色不动细胞以及红色休眠细胞等类型,在胁迫条件下细胞中会积累大量的Astaxanthin从而使细胞呈现红色。本文以雨生红球藻CG-11株为实验材料,首次从绿色细胞和红色细胞中分离出色素蛋白复合物,并对光谱特性进行了初步研究。研究结果如下:(1)对雨生红球藻不同类型的细胞光谱特性分析显示:与绿色细胞相比,红色细胞在450-550nm之间有较强吸收:采用436 nm和465 nm的光激发时,两种细胞的荧光发射光谱相似,均有叁个发射峰,分别位于682 nm、693 nm和712 nm。当用490 nm的光激发时,绿色细胞在710 nm和730 nm附近具有发射峰,而红色细胞仅存在730 nm的长波荧光发射峰。结果表明雨生红球藻绿色细胞和红色细胞在光系统结构、组成及其色素蛋白复合物的排布等方面存在差异。(2)采用SDS-PAGE圆盘电泳分离技术,首次从雨生红球藻绿色细胞中分离得到5条色素蛋白复合物条带,根据77 K光谱特性分析,自上而下初步判断为CPⅠa、CPⅠ、CPa、LHCP_1和LHCP_2;从红色细胞中分离得到4条色素蛋白复合物,分别是CPⅠa、CPⅠ、CPa和LHCP_1,最后两条均为游离色素。(3)CPⅠa和CPⅠ属于PSⅠ的色素蛋白复合物,红色细胞的CPⅠa的发射峰在717nm,绿色细胞CPⅠa的发射峰位于708 nm,均缺少高等植物PSⅠ的730 nm特征荧光峰,绿色细胞CPⅠ的发射峰位于713 nm,红色细胞CPⅠ的发射峰位于725 nm,与多数绿藻和高等植物CCⅠ的717-722 nm发射峰相近。(4)两种细胞内捕光复合物的色素组成及光谱特性存在差异,绿色细胞LHCP_1的激发光谱中存在438 nm、480 nm和489 nm激发峰,红色细胞的LHCP_1除以上激发峰附近的峰,还有位于457 nm的激发峰;高效液相色谱分析结果显示,红色细胞LHCP_1中存在Astaxanthin色谱峰,由此初步推测在红色细胞中Astaxanthin可能与色素蛋白复合物结合。(5)雨生红球藻绿色细胞和红色细胞类囊体膜的多肽分子量大小相似,都位于20-97 kD之间。

李爱芬, 陈敏, 周百成[4]2000年在《3种褐藻色素-蛋白复合物的分离及光谱特性》文中进行了进一步梳理以非离子去污剂DMG增溶3种褐藻的类囊体膜 ,经SDS PAGE分离色素 蛋白质复合物 ,并测定其光谱特性及表观分子量。结果表明 ,3种褐藻的电泳分离结果完全相同 ,都分离到6条含色素的蛋白质复合物。从不同褐藻类囊体膜上得到的同一种复合物的吸收光谱和荧光发射光谱特性一致 ,3种褐藻的PSI复合物都有位于715nm处的长波荧光发射峰。电泳方法测得3种褐藻同一种色素 蛋白质复合物的表观分子量相近。

刘洪艳[5]2007年在《不同去污剂对裙带菜和石莼色素蛋白复合物分离的影响》文中研究说明以褐藻裙带菜(Undaria pinnatifida)和绿藻石莼(Ulva pertusa)为实验材料,利用SDS,Dig,Triton X-100叁种去污剂,分别与叶绿素按不同比例增溶类囊体膜,采用蔗糖密度梯度超速离心的方法分离色素蛋白复合物,蔗糖密度梯度为60%,50%,40%,30%,20%,15%和10%。实验结果表明:当SDS与叶绿素质量比为20∶1时,能够从裙带菜类囊体膜中分离得到5条含蛋白质复合物带。对于石莼类囊体膜的增溶,当SDS与叶绿素的质量比为10∶1,Triton与叶绿素质量为20∶1时,同样能够分离得到5条含蛋白质复合物带。褐藻和绿藻色素蛋白复合物对去污剂的敏感程度有很大差别。

李爱芬, 陈敏, 周百成[6]1999年在《褐藻光合作用色素蛋白质复合物——研究进展和问题》文中进行了进一步梳理本文综述了近二十年来褐藻色素蛋白质复合物的研究进展,包括色素蛋白质复合物分离技术、褐藻的光系统I、光系统II及捕光色素蛋白质复合物研究进展。并就褐藻色素蛋白质复合物分离技术中存在的问题、褐藻的特点、褐藻与其它光合生物的色素蛋白质复合物的同源性以及褐藻PSI复合物77K荧光发射的特点等进行了讨论

刘洪艳, 王广策, 侯和胜, 曾呈奎[7]2004年在《裙带菜(Undaria pinnatifida)色素蛋白复合物的分离及光谱特性的初步研究》文中认为以褐藻裙带菜 (Undariapinnatifida)为实验材料 ,采用蔗糖密度梯度超速离心的方法纯化类囊体膜 ;以去污剂SDS为增溶剂 (SDS∶Chl =2 0∶1 ,4℃增溶 2 0min) ,再用蔗糖密度为60 %、5 0 %、40 %、30 %、2 0 %、1 5 %和 1 0 %的梯度离心法 ,从裙带菜中成功地分离出 5条含色素的蛋白质复合物带。离心结果显示在离心管顶部没有任何颜色 ,表明经过SDS增溶没有产生游离色素 ,纯化的类囊体膜和 5条色素条带进行吸收光谱分析 ,显示了属于叶绿素a(Chl a)的吸收峰 :41 8、436和 667到 672nm。叶绿素c(Chl c)的吸收峰 :61 5和 62 0nm。荧光发射最高峰位于 682到 690nm的区域。荧光激发光谱显示有Chl a和Chl c的激发峰 ,40 %层带所含有的色素复合物只有属于Chl a的吸收峰。分析结果表明 :1 0 %、1 5 %层带所含有的色素复合物是褐藻的捕光色素复合物 ;2 0 %、30 %层带所含有的色素复合物是浅绿色的PSⅡ复合体 (仍然含有捕光色素 ) ,40 %层带所含有的色素复合物是深绿色PSⅠ复合体 ,5 0 %层带所含有的色素复合物是没有被增溶的类囊体膜

陈敏, 邢克克, 李爱芬, 周百成[8]2006年在《褐藻裙带菜中PSII复合物及其亚复合物的分离和特性研究》文中研究表明用不连续梯度蔗糖密度超离心,从经TritonX-100增溶的褐藻裙带菜类囊体膜中分离到3种色素蛋白复合物条带,分别是捕光复合物、具有光氧化活性的PSII复合物颗粒(区带II)以及PSI(区带III)。PSII颗粒经毛地黄皂苷增溶后,再次超离心分离得到3条PSII的亚复合物条带。吸收和荧光激发谱显示其中的区带II-1为墨角藻黄素-Chla/c-蛋白复合物,区带II-2为Chla/c-蛋白复合物,两者都只含20kDa多肽;而鲜绿色的区带II-3为不含捕光复合物的活性PSII核心。

苏海洋[9]2016年在《基于硅藻和紫细菌光合元件的DSSC性能研究》文中指出染料敏化太阳能电池(Dye-sensitized Solar Cells,DSSC)因制作工艺简单、价格低廉、良好的建筑和环境相容性等优点而备受关注。在DSSC中,光阳极的染料和纳米半导体分别负责光能的捕获和电荷的分离,是DSSC的核心组件。天然染料因来源广泛、价格低廉、环境友好等优点,在DSSC研究中具有巨大潜力。同时以TiO2为纳米半导体的薄膜设计,在光能的利用中存在着缺陷,改善纳米半导体的结构和组成是提高DSSC光电性能的重要手段。主要在可见光区有吸收的硅藻色素或色素蛋白复合体(pigment-protein complexes,PPC)与在近红外区有吸收的紫细菌色素或PPC吸收光谱具有互补性,是来源广泛的天然染料。硅壳纳米多孔级结构具有的光捕获和光散射作用,使其成为性能优良的光电材料。若将两光合生物色素或PPC结合共敏硅壳修饰的薄膜电极,对构建可见-近红外光响应的高效天然DSSC具有重要的意义。本文从硅藻NA56和紫细菌CQV97中共获得了多种光合色素和PPC,并从硅藻中提取了硅壳,制备了硅壳-TiO2材料,以光电性能参数为指标,筛选获得了光电性能较佳的硅藻和紫细菌色素或PPC,在此基础上通过优化光敏元件浓度、共敏化吸附方式和时间、光阳极结构、硅壳-TiO2材料配比、硅壳-TiO2薄膜厚度,拓宽了色素或PPC在纳米半导体薄膜的光谱响应范围,提高了其光电转化性能,主要研究结果如下:1.色素和PPC敏化TiO2薄膜电极。从硅藻NA56和紫细菌CQV97提取、分离纯化了6种不同光谱特性的光合色素和8种不同光谱特性的PPC。6种色素和8种PPC的DSSC光电测试结果表明:在入射光强100 mW/cm2,混合组分比单一组分光电性能更佳,即NA56色素提取液和CQV97色素提取液分别在NA56色素类和CQV97色素类光电性能最佳,NA56 30%浮质和CQV97 80%浮质分别在NA56 PPC类和CQV97 PPC类光电性能最佳。浓度对光电性能影响表明,NA56色素提取液和30%浮质分别在Chl a含量155和129μg/mL时,η最大,为0.368%和0.392%;CQV97色素提取液和80%浮质分别在BChl a含量144和81μg/mL时,η最大,为0.417%和0.415%。共敏化吸附方式的优化表明,逐步吸附染料比混合吸附染料光电性能更佳,且共敏化显着拓宽了单一染料的光谱响应范围;色素共敏化吸附时间优化,当TiO2薄膜(T)在NA56色素提取液吸附12 h,再置于CQV97色素提取液吸附12 h,获最大光电转化效率0.795%,较单一色素提取液分别提高了114%和90%;PPC共敏化吸附时间优化,当T薄膜在NA56 30%浮质吸附48 h,再置于CQV97 80%浮质吸附24 h,获最大光电转化效率0.544%,较单一PPC分别提高了39%和31%;天然染料CQV97色素提取液与合成染料N719共敏化结果表明,CQV97色素提取液的加入将N719的短路电流密度提高了36.8%,显着改善了N719的光电转换性能。2.硅壳和硅壳-TiO2材料的制备和表征。SEM图像表明,NA56硅壳呈舟形,表面分布有纳米尺寸的孔,孔径在50 nm-200 nm之间;红外光谱和紫外可见吸收光谱表明,硅壳主要含Si-O-Si键,吸收光谱主要在紫外光区,且450℃煅烧不会影响硅壳的基团和结构组成。本实验用水热合成法制备了不同配比硅壳-TiO2材料,SEM图像表明,该方法成功的将硅壳与TiO2结合在一起,结合TiO2的硅壳,表面更加粗糙,具有更大的比表面积,且从XRD图像可以看出,硅壳的加入并没有影响TiO2的晶体构型。3.色素和PPC敏化硅壳-TiO2薄膜电极。双层硅壳-TiO2薄膜(第一层TiO2,第二层硅壳-TiO2),比单层硅壳-TiO2薄膜光电性能更佳;不同配比和厚度的双层硅壳-TiO2薄膜,第二层硅壳与TiO2质量比为12:5,厚度为14μm时光电性能最佳;不同染料敏化双层硅壳-TiO2薄膜(TF3),与敏化双层TiO2(TT)薄膜相比,多种色素和N719的η提高范围在32%-42%之间,PPC的η提高范围在15%-19%之间;其中NA56和CQV97色素提取液共敏TF3薄膜,拓宽了单一色素的光谱吸收范围,最大η达到了1.321%,较两者共敏化的TT薄膜提高了32%,较单一色素提取液敏化的TT薄膜分别提高了154%和92%,且此η高于目前绝大多数天然染料的η;NA56 30%浮质和CQV97 80%浮质共敏化TF3薄膜,最大η达到了0.712%,较两者共敏化的TT薄膜提高了19%,较单一PPC敏化的TT薄膜分别提高了65%和40%,且此η高于目前藻类和紫细菌PPC的η。由此可见,硅藻和紫细菌色素或PPC共敏硅壳修饰的薄膜电极,显着改善了天然染料的DSSC性能。

李映霞[10]2007年在《叁种红藻光合作用色素系统的比较研究》文中研究指明本研究分为叁个部分:1.以坛紫菜(Porphyra haitanesis Chang et Zheng)的叶状体和丝状体为研究对象,比较坛紫菜叶状体和丝状体的光合色素、色素蛋白的组成,并提取纯化藻红蛋白、藻蓝蛋白、藻胆体及类囊体膜和光系统。研究结果表明坛紫菜叶状体和丝状体色素及色素蛋白的含量不同,藻红蛋白是主要的色素蛋白,坛紫菜叶状体和丝状体的藻红蛋白的含量分别为2.9mg藻红蛋白/g鲜重、4.2mg藻红蛋白/g鲜重,这表明坛紫菜叶状体和丝状体藻红蛋白含量丰富,是提取藻红蛋白很好的材料。藻胆体的性质差异不大,但类囊体膜差异显着,从坛紫菜叶状体中分离到了两种不同的类囊体膜带,光系统Ⅰ(PSⅠ)和PSⅡ分别结合在两条类囊体膜带上,但从坛紫菜丝状体中也分离到两条类囊体膜带,它们的光谱性质和蛋白组成相似,仅放氧速率和DCIP活性有差异,从坛紫菜丝状体中我们仅分离到PSⅡ。坛紫菜叶状体PSⅡ有5种外在蛋白(33、20、Cytc 550、15、12kDa蛋白),而坛紫菜丝状体外在蛋白仅有4条,缺少12kDa蛋白。2.以在中国江苏部分地区进行了大规模的商业化栽培的突变体条斑紫菜(Porphyra yezoensis Ueda)和野生型条斑紫菜为研究对象,比较其色素及色素蛋白组成、对不能光质的利用率及藻胆体的组成。条斑紫菜和突变型条斑紫菜对不同的光质利用效果有差异,在白光的照射下,野生型紫菜的放氧速率最大,而突变型紫菜在黄光照射下的放氧速率最大。条斑紫菜野生型与突变型色素含量上有明显的差异,突变型紫菜的藻红蛋白含量明显减少而藻蓝蛋白的含量增加。通过杂交的方法证实诱变所获得条斑紫菜突变体为细胞质突变,但是突变型紫菜却发生了由细胞核编码的γ亚基的缺失,这表明突变型紫菜藻红蛋白含量和性质发生了明显的变化。3.为了找出淡水红藻-深紫美芒藻(Compsopogon coeruleus (Balbis) Montagne)分布狭窄及生物产量低的原因,本文对深紫美芒藻在不同的盐离子浓度下的放氧速率及藻胆体色素组成和结构上进行研究。结果显示:微量的NaCl(0.1mM)促进深紫美芒藻放氧,而深紫美芒藻在较高的NaCl(1、10mM), NaH2PO4 (0.1、1、10mM)和NH4NO3(0.1、1、10mM)溶液中却没有检测到氧气的产生。这与深紫美芒藻生长的环境一致即深紫美芒藻生活在低盐浓度、低营养的泉水中。深紫美芒藻的藻胆体是由藻红蛋白、藻蓝蛋白及别藻蓝蛋白组成,上面结合α、β和γ亚基,含有藻红胆素、藻篮胆素,但缺乏缺少藻尿胆素。

参考文献:

[1]. 褐藻色素蛋白复合物的分离及特性研究[D]. 刘洪艳. 辽宁师范大学. 2002

[2]. 褐藻色素蛋白复合物研究进展[J]. 刘洪艳. 海洋湖沼通报. 2004

[3]. 雨生红球藻色素蛋白复合物的分离及其特性[D]. 吴珊珊. 暨南大学. 2009

[4]. 3种褐藻色素-蛋白复合物的分离及光谱特性[J]. 李爱芬, 陈敏, 周百成. 海洋科学. 2000

[5]. 不同去污剂对裙带菜和石莼色素蛋白复合物分离的影响[J]. 刘洪艳. 海洋通报. 2007

[6]. 褐藻光合作用色素蛋白质复合物——研究进展和问题[J]. 李爱芬, 陈敏, 周百成. 植物学通报. 1999

[7]. 裙带菜(Undaria pinnatifida)色素蛋白复合物的分离及光谱特性的初步研究[J]. 刘洪艳, 王广策, 侯和胜, 曾呈奎. 海洋与湖沼. 2004

[8]. 褐藻裙带菜中PSII复合物及其亚复合物的分离和特性研究[J]. 陈敏, 邢克克, 李爱芬, 周百成. 植物生理学通讯. 2006

[9]. 基于硅藻和紫细菌光合元件的DSSC性能研究[D]. 苏海洋. 华侨大学. 2016

[10]. 叁种红藻光合作用色素系统的比较研究[D]. 李映霞. 中国科学院研究生院(海洋研究所). 2007

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