分子设计的藻胆蛋白的光动力学效应及其光疗作用探索

在研究蓝藻光合作用捕光复合物中，建立了分子设计各种藻胆色素与藻胆蛋白的技术与方法。藻胆色素藻胆蛋白具有吸收光、激发到单线态、系间穿跃到三线态，进而与三线态氧作用生成单线态氧等的光动力学性质，而藻胆色素藻胆蛋白能按目的分子设计，故本项目计划分子设计藻胆色素与脱辅基蛋白，将藻胆色素在裂合酶催化下与脱辅基蛋白共价偶联，分子设计具有光动力学性质的藻胆蛋白，考察这些分子设计的藻胆色素藻胆蛋白光敏氧化膜脂、DNA（RNA）与蛋白质、光灭活病毒与细胞等各种光生物学过程，测量并分析归纳各种藻胆色素与藻胆蛋白的结构与其光生物学功能的构效关系，找到分子设计具有优良光动力学性质的藻胆色素藻胆蛋白的方法。本研究将加深与拓宽对藻胆色素藻胆蛋白这些重要生物色素的认识，找到这类色素衍生物的新型光敏化剂、光动力学新现象与规律，从而对生物色素结构与功能研究、对相关新型光动力学功能材料及其相关技术的发掘具有重要意义。

研究了分子设计各种藻胆色素与藻胆蛋白的技术与方法，考察了不同的藻胆色素偶联过程，分子设计了具有不同光谱性质与光化学性质的藻胆蛋白，考察了这些分子设计的藻胆蛋白对大肠杆菌细胞的光动力学致死效率，发现绝大多数分子设计的藻胆蛋白具有较好的光控开关性质或荧光性质，只有偶联藻尿胆素的藻胆蛋白具有较弱的光动力学效应。因目前的结果表明，分子设计的藻胆蛋白光动力学效应不是很理想，故针对具有良好荧光的藻胆蛋白进行了进一步分子设计，别出心裁的将它与叶绿素结合蛋白融合起来，创建了系列同时偶联藻胆色素与叶绿素衍生物的蛋白质分子，它们既可能用作光疗药物、荧光探针，还可能是富于前途的人造光合作用捕光元件。这些研究加深与拓宽了对藻胆色素藻胆蛋白这些重要生物色素的认识，对生物色素结构与功能研究、对相关新型光化学与光生物学功能材料及其相关技术的发掘具有重要意义。