【摘 要】
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细菌视紫红质(Bacteriorhodopsin,bR)是嗜盐杆菌R1M1(Halobacterium salinarum R1M1)紫膜上的以视黄醛(Retinal,Ret)为发色团的七-跨膜光敏受体蛋白,具有质子泵功能。古紫质4(Archaerhodopsin 4,aR4)是在我国西藏盐湖的嗜盐菌株H.sp.XZ515(Halobacterium species xz515)紫红膜中发现的一种
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细菌视紫红质(Bacteriorhodopsin,bR)是嗜盐杆菌R1M1(Halobacterium salinarum R1M1)紫膜上的以视黄醛(Retinal,Ret)为发色团的七-跨膜光敏受体蛋白,具有质子泵功能。古紫质4(Archaerhodopsin 4,aR4)是在我国西藏盐湖的嗜盐菌株H.sp.XZ515(Halobacterium species xz515)紫红膜中发现的一种质子泵蛋白,具有双发色团:视黄醛和菌红素。aR4质子传输时序与bR的相反。本论文以位于bR视黄醛结合口袋胞内侧的色氨酸残基182(Tryptophan 182,W182)和aR4中对应位点保守色氨酸残基183(Tryptophan 183,W183)为研究对象,采用定点突变技术,分别将W182、W183突变为F182(Phenylalanine 182)和A182(Alanine 182)、F183(Phenylalanine 183)和A183(Alanine 183),并选用嗜盐菌株Halobacterium salinarum L33和Halobacterium salinarum MPK409作为蛋白异源表达宿主菌,利用原位紫外-可见光吸收光谱、闪光动力学吸收光谱、pH滴定、质子泵功能检测、动态光散射、ATP浓度检测等手段对各突变体的吸收光谱特性、质子传输通道内关键残基或基团的pKa值、光循环中间态特征、质子泵行为、蛋白聚集状态、ATP生成率等进行了检测,旨在从多层面分析突变体之间的差异,了解W182和W183分别在bR和aR4中承担的功能角色。研究结果表明:突变均造成了视黄醛与键合区间相互作用、关键残基或基团的pKa值发生了改变,光循环中间态生成量减少、质子泵能力减弱,蛋白聚集状态发生变化,ATP生成率降低。其中,W182F突变造成的影响比W182A突变体的显著,W183突变后对aR4的影响要大于突变W182对bR的影响,第二发色团菌红素存在的情况下,突变W183后对光循环过程的影响更大。
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