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光合作用是指光合生物利用光能将二氧化碳(CO2)和一些无机小分子化合物合成富能有机化合物的过程。光系统Ⅱ(PSⅡ)是光合作用中的水裂解反应发生的场所，该水裂解反应由锰簇(Mn4CaO5-cluster)催化，利用光能，产生电子、质子和氧气。电子沿着电子传递链从PSⅡ经过cyt b6f传递到PSⅠ，而质子如何到达囊腔侧并不确定。因此，我们以嗜热蓝藻光系统Ⅱ为主要研究对象，结合其最新的高分辨率晶体结构，对光系统Ⅱ-PsbV中一些可能参与质子通道的关键氨基酸残基PsbV-Lys129、PsbV-Trp130和PsbV-Tyr137进行定点突变，获得突变体，围绕光合放氧相关功能从不同角度对突变体进行研究，阐明PsbV中与质子通道有关的关键氨基酸对光合放氧的调控机制。主要的研究成果如下: 1.通过自然转化和电击转化获得了13个针对PsbV-Lys129、PsbV-Trp130、PsbV-Tyr137定点突变的突变体嗜热蓝藻及其相对应的含有抗性标记的野生型嗜热蓝藻（WT*）及psbV敲除突变体嗜热蓝藻(ΔPsbV); 2.研究了13个PsbV突变体蓝藻及WT和WT*、ΔPsbV的自养生长情况，发现定点突变后，突变体嗜热蓝藻在pH7.65的培养基中的生长速度与对照WT和WT*相近，ΔPsbV的生长稍慢于野生型嗜热蓝藻。 3.研究了13个PsbV突变体及WT、WT*、ΔPsbV的放氧活性，发现定点突变后放氧活性降低，其中PsbV突变体K129D、Y137A和Y137G的放氧活性降低最为显著，分别为WT的60％、36％和28％左右。 4.初步测量了两个低放氧活性的PsbV突变体Y137A和Y137G在不同pH缓冲液中的放氧活性变化，发现在酸性条件下，突变体Y137A和Y137G的放氧活性受到抑制，并且Y137A和Y137G的在pH6.5条件下放氧活性最大，WT、WT*在pH6.0条件下放氧活性最大。 结合上述实验初步认为PsbV-Tyr137可能参与质子通道的形成。