蓝细菌光敏色素Alr1966GAF2及其突变体的表达与光化学性质研究

作     者：马琼 向建伟 牟若兰 邓腊青 王运 周明 Ma Qiong;Xiang Jian-Wei;Mou Ruo-Lan;Deng La-Qing;Wang Yun;Zhou Ming

作者机构：湖北民族大学生物资源保护与利用湖北省重点实验室湖北恩施445000 湖北民族大学生物科学与技术学院湖北恩施445000 华中农业大学农业微生物学国家重点实验室武汉430070 

出 版 物：《植物科学学报》 (Plant Science Journal)

年 卷 期：2020年第38卷第4期

页      面：551-557页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 071001[理学-植物学] 07[理学] 

基　　金：恩施州科技计划项目(D20190025) 国家自然科学基金(21472055) 湖北民族大学高水平科研成果校内培育项目(PY20020) 湖北民族大学大学生科研训练项目(X201910517274,X201910517231) 

主　　题：蓝细菌光敏色素 顺序可逆光效应 红色荧光蛋白 胆绿素 

摘      要：采用PCR技术从鱼腥藻(Anabaena ***7120)中扩增蓝细菌光敏色素基因片段alr1966gaf2,将alr1966gaf2插入到pET-30a(+)载体中,构建表达质粒pET-alr1966gaf2。最后将Alr1966GAF2与HO1、PcyA在*** BL21(DE3)中共表达获得色素蛋白Alr1966GAF2,并对该蛋白的光化学性质进行分析。结果显示,色素蛋白Alr1966GAF2结合色素为藻蓝胆素(phycoerythrobilin,PCB)或藻紫胆素(phycoviolobilin,PVB),在3种不同吸收态15Z-P428 nm、中间态和15E-P514 nm之间具有顺序可逆光效应。通过定点突变技术将DXCF基序中的保守性Cys突变为Ala,获得了突变体Alr1966GAF2(C72A)。将Alr1966GAF2(C72A)与HO1、PcyA共表达,获得色素蛋白Alr1966GAF2(C72A)。研究结果表明Alr1966GAF2(C72A)结合色素为PCB,Alr1966GAF2(C72A)-PCB具有较强的荧光活性,其荧光量子的产率高达0.11。Alr1966GAF2(C72A)不仅能够共价结合PCB,还可以结合胆绿素(Biliverdin,BV),均具有较强的红色荧光活性。