產(chǎn)氫紅桿菌色素蛋白復合體的分離純化和活性研究.pdf

1、本論文對產(chǎn)氫紅桿菌(Rhodobactersp.)R7菌株進行了以下方面深入研究：采用分光光度法探求了產(chǎn)氫紅桿菌在產(chǎn)氫和非產(chǎn)氫條件下的色素合成規(guī)律；研究了產(chǎn)氫影響因素供氫體、氮源和生長因子對產(chǎn)氫紅桿菌細胞生長、類胡蘿卜素表達和合成量的影響；并對產(chǎn)氫紅桿菌的類胡蘿卜素進行了提取分離和初步純化。為進一步闡明產(chǎn)氫紅桿菌光合產(chǎn)氫機制，本文對生長條件下和產(chǎn)氫條件下的產(chǎn)氫紅桿菌的色素蛋白復合體進行了分離純化，并初步研究了其生物活性。主要實驗結(jié)果如下

2、： ●光合色素的合成具有時序性，R7菌株首先合成可吸收近紅外光的細菌葉綠素，而370nm和590nm組分的細菌葉綠素的合成則晚于類胡蘿卜素，426nm類胡蘿卜素含量的變化引起捕光色素復合體和光反應中心復合體比率的改變。在乙酸鈉供氫體體系中，分別用酵母提取物和谷氨酸鈉替代生物素和硫酸銨后可使細胞生物量提高37.9％和20.4％。乙酸鈉供氫體可誘導細胞進行球形烯和球狀菌素類胡蘿卜素代謝，蘋果酸鈉和谷氨酸鈉有利于426nm類胡蘿卜素組

3、分的產(chǎn)生，但不利于450nm類胡蘿卜素組分的積累。酵母提取物可顯著提高類胡蘿卜素產(chǎn)量，并改變類胡蘿卜素合成途徑。 ●分別采用有機溶劑浸提超聲波處理和不處理方法分離提取產(chǎn)氫紅桿菌細胞類胡蘿卜素。結(jié)果表明，超聲波處理和不處理對產(chǎn)氫紅桿菌光合色素的提取量影響較小。吸收光譜表明，丙酮—甲醇(V/V7∶2)浸提3次可較完全提取光合色素，最佳浸提時間為2小時。采用薄層層析方法分析初步純化到黃色、紅色、淺黃色和淺紅色4種類胡蘿卜素組分，黃色和

4、紅色為主要類胡蘿卜素組分。吸收光譜法進一步研究表明，黃色組分為球狀菌素(Spheroidenone)。 ●采用溶解酶和超聲波相結(jié)合的破壁方法，以十二烷基二甲基胺氧化物(LDAO)作為膜蛋白的增溶劑，對生長和產(chǎn)氫條件下產(chǎn)氫紅桿菌的色素蛋白復合體進行了硫酸銨分級分離和DEAE—纖維素32離子交換層析純化。經(jīng)UV-VIS光譜分析和電泳檢測結(jié)果表明：LDAO對生長和產(chǎn)氫條件下產(chǎn)氫紅桿菌膜蛋白構(gòu)象有明顯的影響作用；從生長培養(yǎng)基培養(yǎng)的菌體中

5、，分離純化得了RC和LH2色素蛋白復合體，LH2色素蛋白復合體在800nm和850nm處出現(xiàn)特征吸收峰。SDS-PAGE表明RC的L、H、M三個亞基的分子量均在30-35KD，LH2a、β亞基分子量在6-7KD；在產(chǎn)氫培養(yǎng)基培養(yǎng)的菌體中分離獲得了RC-LH1色素蛋白復合體，Tricine-SDS-PAGE分析反應中心(RC)的L、H、M亞基分子量約在25-30KD，LH1a、β亞基分子量分別約為6KD。 ●分別以493nm、51