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蓝光受体隐花素Cryptochrome (CRY)是一类光裂解酶类似的黄素蛋白,介导了植物和动物的各种光响应,但是其光化学机理还不是很清楚。有研究者提出隐花素的光激发牵涉到生色团黄素腺嘌呤二核苷酸Flavin adenine dinucleotide(FAD)依赖蓝光的光还原反应,此还原反应是通过蛋白内进化上高度保守的三个色氨酸组成的电子传递链完成的,这三个保守的色氨酸被定义为色氨酸三联体。色氨酸三联体高度保守于光裂解酶/隐花素家族中,其在光还原中的功能是首次在光裂解酶中发现的,但到目前为止已有研究证明依赖色氨酸三联体的光还原反应与光裂解酶体内光依赖的酶活性没有相关性。最近的研究还证明依赖色氨酸的光还原反应不是动物I型隐花素体内光依赖活性所必需的,但是对拟南芥隐花素Cryptochrome1(CRY1)的一些研究结果支持依赖色氨酸的光还原决定了植物的生理功能。为了研究植物隐花素的光激发机理,我们将拟南芥隐花素Cryptochrome2(CRY2)的色氨酸三联体逐个突变,通过对突变的隐花素CRY2光化学和生理学活性的分析来研究以上提出的光还原假设,得到以下几点结论：(1)证明了色氨酸三联体确实参与了隐花素CRY2体外的光还原反应,但是在所有被检测的生理生化活性中,包括幼苗去黄化响应、成株开花、CRY2依赖蓝光的降解活性及蛋白与蛋白的互作,没有一个在色氨酸突变体中被消除,表明依赖色氨酸三联体的光还原反应不是拟南芥隐花素CRY2功能必需的。(2)一些CRY2色氨酸突变体(如CRY2W374A)在被检测的生理响应中呈现出组成型活性,变得更活跃。CRY2W374A突变体蛋白与CRY2信号蛋白Suppressor of PHYA1(SPA1)和Cryptochrome-Interaction Basic Helix-Loop-Helix (CIB1)不依赖蓝光互作,其组成型相互作用支持了光诱导隐花素构象改变的假说,从生物化学角度解释了为什么CRY2色氨酸突变体能够在没有光的条件下组成型活跃。(3)真核体系表达的拟南芥CRY2蛋白结合生色团FAD并保持了蓝光受体的活性,在体外响应蓝光,受蓝光诱导形成二聚体或多聚体,并且ATP能够促进CRY2的二聚化或多聚化,证明蓝光促使CRY2构象的改变。CRY2W374A突变体蛋白在黑暗和蓝光下均能以二聚体形式存在,蓝光能够促进突变体蛋白的二聚化和多聚化。(4)首次发现植物隐花素在体外蓝光特异的蛋白与蛋白互作现象。体外CRY2-CIB1复合体的形成依赖于蓝光与FAD,与体内反应一致。突变体蛋白CRY2W374A在体外能与CIB1持续性结合,支持蓝光诱导CRY2构象的改变,突变体CRY2W374A更接近构象改变后的CRY2.(5)限制性蛋白水解实验首次揭示蓝光能够诱导体外CRY2构象改变,被激活的CRY2空间构象类似于组成型突变体CRY2W374A。鉴定到蓝光诱导CRY2构象改变的位置位于CRY2C端结构域,靠近保守基序DAS中STAESSS序列。光诱导CRY2构象改变正好解释了依赖蓝光的CRY2-CIB1、CRY2-SPA1的相互作用,支持光诱导CRY2PHR-CCT解离论。(6)不同类型细胞中的CRY2有可能拥有不同的生理功能,不同的功能间(如促进光周期控制的开花,抑制下胚轴生长等)存在不同的调控机理。本论文构建的转基因植物：组织特异性启动子启动荧光蛋白GFP、mRNA结合蛋白PABP、隐花素CRY1、CRY2基因的表达,为进一步研究隐花素纵多功能的调控机理和信号传递途径提供了丰富材料。