藍(lán)藻光合系統(tǒng)電子傳遞蛋白（Fd）突變體的初步研究.pdf

1、藍(lán)藻的鐵氧還蛋白(Ferredoxin，F(xiàn)d)是一個(gè)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(yīng)過(guò)程中，F(xiàn)d作為光反應(yīng)終端的電子傳遞體，介導(dǎo)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(lán)藻的類囊體膜和氫酶耦聯(lián)光解水產(chǎn)氫機(jī)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(guò)程的H2代謝。因此，在藍(lán)藻太陽(yáng)能光解水制氫系統(tǒng)研究中

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

3、HCO3高親和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白操縱子基因cmpABCD+1508-+l509區(qū)(cmpB基因的起始編碼框?yàn)?1)位點(diǎn)上。并在此基礎(chǔ)上以質(zhì)粒pUCFS介導(dǎo)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?cè)逯關(guān)F1。以此初步建立了聚球藻PCC7942fedI功能性基因突變研究平臺(tái)。 利用聚球藻PCC7942fedI功能性基因突變平臺(tái)系統(tǒng)，進(jìn)一步對(duì)集胞藻PCC6803petF進(jìn)行突變，獲得了突變?cè)錚FN66和P

4、F-HoxE。并在PFN66和PF-HoxE生理特性研究基礎(chǔ)上分析了基因突變對(duì)基因功能造成的影響。結(jié)果表明，與野生藻相比，PFN66具有耐酸性條件下生長(zhǎng)的特性，而PF-HoxE在起始pH5～pH11的BG-11培養(yǎng)基中生長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)，暗示了Fd突變體電子傳遞功能上的改變將可能導(dǎo)致藻體的光照放氫特性提高。 本研究所構(gòu)建的聚球藻PCC7942突變株P(guān)F1