1 / 21

植 物 学

欢迎参加. 植 物 学. 专题讨论课. Rubisco 酶的研究进展 导师：顾蕴洁教授 王忠教授 学生：周宏伟. Rubisco 首先由 Wildman 和 Bonner 于 1947 年从菠菜叶中作为一种可溶性大分子蛋白质被发现，当时称为 “ 分部 Ⅰ 蛋白（ fraction I protein ） ” 。后来碳同化研究发现分部 Ⅰ 蛋白就是催化光合作用中 CO 2 固定的 RuBP 羧化酶。

brita
Download Presentation

植 物 学

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 欢迎参加 植 物 学 专题讨论课

  2. Rubisco酶的研究进展 导师：顾蕴洁教授 王忠教授 学生：周宏伟

  3. Rubisco首先由Wildman和Bonner于1947年从菠菜叶中作为一种可溶性大分子蛋白质被发现，当时称为“分部Ⅰ蛋白（fraction I protein）”。后来碳同化研究发现分部Ⅰ蛋白就是催化光合作用中CO2固定的RuBP羧化酶。 • 1971年发现RuBP羧化酶是一个双功能酶，它还能催化RuBP的氧化作用。此后该酶就被称为核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶，简称Rubisco。 • Rubisco存在于叶绿体间质中，它占叶片可溶性蛋白质50%以上，是地球上最为丰富的一种蛋白质。

  4. 磷酸乙醇酸 O2 磷酸甘油酸 光呼吸 RuBP PGA Rubisco 光合碳还原 CO2

  5. 1. Rubisco蛋白质结构 • 自然界中有两种类型的Rubisco： (1) Rubisco类型I (2) Rubisco类型Ⅱ

  6. (1) Rubisco类型I • 此类型的Rubisco由8个大亚基和8个小亚基组成，广泛存在于所有真核和大多数原核的光合有机体中，大亚基一般由475个氨基酸残基组成，它们的序列大多是通过核苷酸序列而推测所得的。大多数Rubisco小亚基由123个氨基酸残基组成。

  7. Rubisco大亚基的三维结构图 Rubisco小亚基晶体结构立体图

  8. (2) Rubisco类型Ⅱ • 此类型的Rubisco仅由2个大亚基构成，存在于一种紫色非硫光合细菌深红红螺菌（Rhodospirillum rubtnm）中。虽然类型ⅡRubisco不含有小亚基，但它同样像类型I Rubisco一样催化RuBP的羧化和氧化两个反应。 Rubisco二聚体的背面图

  9. 2.亚基间的相互作用 • 实验结果表明，亚基之间存在着疏水作用，而且大亚基之间的疏水作用比大小亚基之间的疏水作用要强，因此在接近等电点的偏酸性条件之下，Rubisco解离为大亚基核L8和游离小亚基，同时失去酶活性。

  10. 3.Rubisco活性的影响因子 (1)Rubisco活化酶 (2)光照 (3) CO2浓度 (4)温度 (5)其他

  11. 一些因子影响Rubisco活性的可能机理

  12. 4. Rubisco酶的提纯和鉴定 对Rubisco酶的结构、功能以及其它生理生化过程的研究都离不开纯化的Rubisc酶的获得。而提取和纯化后的酶要经过对它的鉴定才能确保其纯度，使得对它的研究更加真实可信。

  13. Rubisco的提取与纯化 （1）摘取新鲜的绿叶，剪碎后加入预冷的样品提取液和少许PVP，用匀浆器研磨成匀浆备用。

  14. （2）在15000转/分的冷冻离心机上离心30分钟，取上清液用。（2）在15000转/分的冷冻离心机上离心30分钟，取上清液用。

  15. （3）在低温下按照要求浓度的配制方案配制45%-55%的硫酸铵溶液进行盐析，取这一段盐析出的蛋白质段。（3）在低温下按照要求浓度的配制方案配制45%-55%的硫酸铵溶液进行盐析，取这一段盐析出的蛋白质段。

  16. （4）用上述过程得出的蛋白质段，上Sephadex G-25柱层析，用缓冲溶液平衡、洗脱，收集蛋白质峰。

  17. （5）在上述步骤中收集的蛋白质峰，再上DEAE-纤维素阴离子交换柱，用缓冲液洗脱，再用有浓度梯度的缓冲液梯度洗脱，收集蛋白质峰进行纯度鉴定。（5）在上述步骤中收集的蛋白质峰，再上DEAE-纤维素阴离子交换柱，用缓冲液洗脱，再用有浓度梯度的缓冲液梯度洗脱，收集蛋白质峰进行纯度鉴定。

  18. Rubisco的纯度鉴定 利用ND-PAGE和SDS-PAGE鉴定Rubisco纯度。

  19. Rubisco的纯度鉴定结果 标准蛋白 Rubisco 分子量（×1000） 97.4 66.2 大亚基 45 31 20.1 小亚基 14.4 Rubisco的SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳结果 Rubisco的非解离聚丙烯 酰胺凝胶电泳结果

  20. 5.小 结 • 迄今为止，对Rubisco的研究已经取得了多 方面的进展，但它的一些行为的分子作用机理还需进一步深入探讨。 • 此外这种光合过程中起重要作用的酶，在 农业科学中对它的定量定性测量，依然没有很好的方法。我们实验室正在这方面做着一些工作，有望解决这一问题。

  21. 谢 谢！

More Related