来自帽藻门（Pavlovophyceae）植物Pavlova的PSI-FCPI和FCP复合物的生化特性研究

《Photosynthesis Research》：Biochemical characterization of PSI-FCPI and FCP complexes from a haptophyte Pavlova (Pavlovophyceae)

光合作用依赖PSI复合体与FCPs捕获太阳能。研究揭示基枝藻类Pavlova sp. PSI-FCPI和FCP复合体的色素与蛋白组成差异，发现Chl c2-like色素在两者中均存在且吸收峰红移，暗示蛋白骨架的色素结合微环境特异性。同时鉴定到PSI-FCPI特有的未知胡萝卜素（418/441/469 nm），并证实Chl a能量传递存在功能分化。这些结果证实Pavlovophyceae保留祖先光捕获构型，为研究光合作系统早期演化提供新依据。

　　

摘要

大多数需氧光合作用依赖于与光捕获复合体（LHCs）耦合的光系统核心来捕获和传递太阳能。在帽藻类中，光捕获复合体由岩藻黄素叶绿素（Chl）a/c结合蛋白（FCPs）构成，这些蛋白组装成一个称为PSI-FCPI的光系统I（PSI）超复合体。然而，早期分支帽藻类中PSI-FCPI的结构和色素多样性仍然很大程度上未被探索。在这里，我们首次对从基础帽藻类谱系Pavlovophyceae的物种Pavlova OPMS30543X中分离出的PSI-FCPI和FCP复合体进行了生化和光谱分析。通过甘油密度梯度离心法分离PSI-FCPI和FCP组分，发现它们具有不同的色素和蛋白质组成。值得注意的是，在这两种复合体中都检测到一种类似Chl c2的色素，这种色素此前仅在Pavlova的整个细胞提取物中被发现。其与典型Chl c2相比的吸收光谱红移表明，在蛋白质支架内部存在一种特殊的色素结合环境。此外，在PSI-FCPI超复合体中还检测到一种未知类胡萝卜素，该类胡萝卜素在418、441和469纳米处有吸收峰，但由于保留时间与已知参考物质不匹配，其具体身份无法确认。荧光-发射光谱显示Chl a物种之间存在激发依赖性的能量传递差异，表明天线系统内部存在功能分化。总体而言，这些结果表明Pavlovophyceae保留了祖先的色素-蛋白质构型，为了解帽藻类光捕获系统的早期进化提供了新的见解。