蓝细菌糖选择性转运孔蛋白OprB在光合作用中调控作用的研究

蓝细菌是放氧光合作用的祖先，是水环境光合作用的主体，随着粮食能源环境问题的迫切，对蓝细菌光合作用调控研究日益重要。我们在研究集胞蓝细菌诱变体时发现其中的2个糖选择性转运孔蛋白OprB在糖基化后出现在内囊体膜中。过去文献报道OprB只存在于质膜中，现此2个OprB出现在内囊体膜中势必对其光合作用相关过程发挥重要调控作用。故本项目将分别诱变、双诱变和多诱变集胞蓝细菌中的6个OprB，分别比较分析各诱变体与野生型间相关基因转录、表达、翻译后修饰的变化，研究各OprB的定位，与其它蛋白质的相互作用，研究所得诱变体糖选择性转运和碳酸氢盐摄取的差异及其对光合作用的调控。由于糖选择性转运和碳酸氢盐摄取对集胞蓝细菌光合作用、光呼吸及其固碳效率等密切相关，此研究将对认识这些光合作用过程的调控，运用这些调控机理提高光合作用及其固碳效率、降低光呼吸效率，以此提高农业生产力具有重要意义。

在本项目中，分别缺失诱变了集胞蓝细菌中的6个糖选择性转运孔蛋白OprB，比较分析了各诱变体与野生型间相关基因转录、表达与生理特性的变化。由于没有发现明显的表型，进一步研究了与OprB相关的基因。发现Slr1122能影响杂合传感激酶Hik12磷酸化并参与调节Synechocystis sp. PCC6803的光合色素合成。发现在集胞蓝细菌的Sll1466缺失诱变体中，2个OprB在糖基化后出现在内囊体膜中，此2个OprB出现在内囊体膜中势必对其光合作用相关过程发挥重要调控作用。研究了Slr0280的结构与功能，通过比较Slr0280缺失突变体的生理功能，发现Slr0280与糖的代谢及利用存在一定关系。研究了相关蓝细菌光敏色素、藻胆色素裂合酶及蛋白水解酶等的可能调控作用。由于糖选择性转运和碳酸氢盐摄取对集胞蓝细菌光合作用、光呼吸及其固碳效率等密切相关，此研究将对认识这些光合作用过程的调控，运用这些调控机理提高光合作用固碳效率和降低光呼吸效率具有重要意义。