螺旋藻光系統(tǒng)Ⅰ的分離表征及穩(wěn)定性研究.pdf

1、光合作用是地球上最偉大的反應(yīng)之一，可以高效地將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電勢(shì)能或化學(xué)能?；诠夂献饔迷淼奶?yáng)能利用可以幫助人們從根本上解決目前化石能源短缺和環(huán)保的需求。然而光合膜蛋白基生物太陽(yáng)能電池的開發(fā)和利用尚有諸多關(guān)鍵基礎(chǔ)問題需要解決。其中，光合膜蛋白PSI的分離制備及如何保持其長(zhǎng)期穩(wěn)定是生物太陽(yáng)能電池開發(fā)利用的前提和保障。本論文針對(duì)這兩項(xiàng)前期關(guān)鍵基礎(chǔ)問題進(jìn)行了研究。 首先，采用蔗糖密度梯度超速離心分離的方法成功從鈍頂螺旋藻中分離出了P

2、SI，并對(duì)此方法中的關(guān)鍵因素增溶比進(jìn)行了優(yōu)化。發(fā)現(xiàn)當(dāng)增溶比為30時(shí)，PSI得率最高。通過對(duì)PSI吸收光譜、低溫?zé)晒夤庾V及圓二色光譜的表征，證實(shí)分離出的PSI是單體和三聚體的混合物。通過SDS-PAGE電泳分析及光學(xué)活性的檢測(cè)，證明得到的是高純度高活性的PSI，為進(jìn)一步研究PSI的穩(wěn)定性及PSI基生物太陽(yáng)能電池開發(fā)奠定了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。 其次，光合膜蛋白復(fù)合體的穩(wěn)定性決定著生物太陽(yáng)能電池的使用壽命?？疾炝藥追N常見化學(xué)表面活性劑和多

3、肽表面活性劑對(duì)PSI熱穩(wěn)定性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，幾種常見化學(xué)表面活性劑中，陽(yáng)離子型十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)及非離子型十二烷基-β-D.麥芽糖苷(DM)對(duì)PSI的穩(wěn)定性效果優(yōu)于陰離子型十二烷基硫酸鈉(SDS)和兩親型表面活性劑FC-16，這可能同PSI表面所帶電荷有關(guān)。陽(yáng)離子型多肽表面活性劑IsK2對(duì)PSI的穩(wěn)定性效果較好，能使PSI的變性溫度由48.2℃提高到52.9℃，明顯優(yōu)于常見化學(xué)表面活性劑。I5K2還可以顯著延長(zhǎng)PSI在4

4、8.2℃時(shí)的半衰期，且具有明顯的濃度效應(yīng)。而陰離子型的A6D對(duì)PSI的熱穩(wěn)定性有破壞作用。 為了進(jìn)一步探討I5K2對(duì)PSI可能的穩(wěn)定機(jī)理，系統(tǒng)考察了I5K2疏水基團(tuán)(I)和親水基團(tuán)(K)的個(gè)數(shù)改變對(duì)PSI熱穩(wěn)定性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，IxKy系列多肽表面活性劑對(duì)PSI的熱穩(wěn)定性都有一定作用，但是兩種基團(tuán)個(gè)數(shù)的改變對(duì)PSI的穩(wěn)定能力未發(fā)現(xiàn)明顯規(guī)律，這可能與PSI、表面活性劑和水分子間復(fù)雜的氫鍵或疏水作用有關(guān)。AFM分析發(fā)現(xiàn)，I5K2可