藍藻光合系統(tǒng)電子傳遞蛋白（Fd）突變體的初步研究.pdf

1、藍藻的鐵氧還蛋白(Ferredoxin，F(xiàn)d)是一個以[2Fe-2S]為輔基的小分子可溶性蛋白，分布于類囊體膜外。在光反應過程中，F(xiàn)d作為光反應終端的電子傳遞體，介導PSI與CO2固定、硝酸鹽、硫酸鹽和谷氨酸鹽等代謝途徑間的電子傳遞以及光合循環(huán)磷酸化中的電子回流。真核藻類和非固氮藍藻的類囊體膜和氫酶耦聯(lián)光解水產(chǎn)氫機制研究表明，F(xiàn)d是光系統(tǒng)與氫酶耦聯(lián)間的重要電子傳遞成分，參與體內(nèi)光解水過程的H2代謝。因此，在藍藻太陽能光解水制氫系統(tǒng)研究中

2、，F(xiàn)d是一個重要的功能蛋白靶點。 本研究以聚球藻PCC7942作為受體，構建了同源雙臂整合載體pUC-HATHF和pUCFS。利用內(nèi)源平臺雙交換原理，將質粒pUC-HATHF上攜帶的集胞藻PCC6803petF外源表達盒序列和抗性篩選標記潮霉素B磷酸轉移酶基因(hygromycinBphotransferase，hpt)外源序列(含CaMV35S啟動子，hpt編碼框，CaMV3'UTApolyA終止子)定點插入到受體藻細胞染色體

3、HCO3高親和轉運蛋白操縱子基因cmpABCD+1508-+l509區(qū)(cmpB基因的起始編碼框為+1)位點上。并在此基礎上以質粒pUCFS介導聚球藻PCC7942fedI的插入失活，獲得了具有潮霉素B和鏈霉素雙重抗性的突變藻株PF1。以此初步建立了聚球藻PCC7942fedI功能性基因突變研究平臺。 利用聚球藻PCC7942fedI功能性基因突變平臺系統(tǒng)，進一步對集胞藻PCC6803petF進行突變，獲得了突變藻PFN66和P

4、F-HoxE。并在PFN66和PF-HoxE生理特性研究基礎上分析了基因突變對基因功能造成的影響。結果表明，與野生藻相比，PFN66具有耐酸性條件下生長的特性，而PF-HoxE在起始pH5～pH11的BG-11培養(yǎng)基中生長明顯緩慢，藻體容易黃化死亡。野生藻、PF1、PFN66和PF-HoxE光照放氫活性比較實驗，暗示了Fd突變體電子傳遞功能上的改變將可能導致藻體的光照放氫特性提高。 本研究所構建的聚球藻PCC7942突變株PF1