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光系统Ⅱ(PSⅡ)是蓝细菌、藻类、高等植物光合作用发生的起始位点,执行电荷分离、电子传递、裂解水并释放氧气等功能。PSⅡ以其高吸收、传递和转化太阳能的特性成为非常有潜力的固定太阳能的材料,吸引了大量研究。而嗜热蓝细菌PSⅡ由于具有较高的稳定性,能够在较高温度下保持稳定,更被作为构建生物光电池的理想材料。蓝细菌PSⅡ的捕光天线是藻胆体(PBS),PBS是可溶性蛋白,能够非常高效地将捕获的光能传递给膜蛋白PSⅡ,但是PBS与PSⅡ之间的相互作用关系目前还没有非常详细的研究。本研究的目的是将PBS与已经重组到脂质体的PSⅡ进行功能偶联,研究二者之间的能量传递关系,这一研究对光合膜蛋白与膜外周蛋白能量传递理论研究具有科学意义,该研究还为PSⅡ和PBS功能的仿生模拟,构建高效太阳能固能器件提供理论基础。 本研究首先从嗜热蓝细菌Thermosynechococcus vulcanus(T.vulcanus)中分离纯化了PSⅡ二体复合物(DC),测定了其色素组分和蛋白亚基组成及其放氧活性。为了模拟嗜热蓝细菌PSⅡ DC的体内膜环境,我们使用组成类囊体膜的四种膜脂按其体内比例制备了脂质体,并利用去垢剂介导方法将PSⅡ DC重组到脂质体上,对该蛋白脂质体进行了生化和光谱学特性分析。对于蛋白脂质体的蛋白组分研究显示,蛋白脂质体重组过程没有破坏PSⅡ DC的整体结构;对于蛋白脂质体的荧光发射光谱及叶绿素口荧光诱导动力学曲线分析研究表明,重组后的PSⅡ DC功能性增强,有更多的能量从内周天线传递到了反应中心;而且PSⅡ的电荷分离水平没有发生变化;放氧活性测定说明重组后的PSⅡ DC的放氧活性显著提高。为了提高PBS在低盐溶液中的稳定性,我们通过温和化学交联处理了PBS,获得了能够在低盐浓度溶液中功能正常的交联的PBS,并尝试了其与脂质体中的PSⅡ DC的结合。