浮游植物的生命活動所消耗的能量源自太陽光能,光合作用是浮游植物固定光能的最主要形式。近年來,在包括浮游植物和細菌在內(nèi)的海洋微型生物中發(fā)現(xiàn)的視紫紅質被認為是光能捕獲蛋白,該蛋白通過捕獲光能并能在細胞膜內(nèi)外形成離子梯度進而合成ATP,即無需通過光合系統(tǒng)I和光合系統(tǒng)II也可將光能轉化為化學能,被認為是能夠獨立于光合系統(tǒng)之外的能量轉化蛋白。視紫紅質分布于許多微生物門類中,包括古菌、細菌、真菌和藻類,是一種光驅動型跨膜蛋白。根據(jù)其功能的不同,視紫紅質可以劃分為質子泵型視紫紅質和離子泵型視紫紅質,陽離子通道以及光感受器。根據(jù)基因序列比對甲藻中亦發(fā)現(xiàn)存在視紫紅質基因,且根據(jù)氨基酸序列比對很可能屬于光驅動質子泵型視紫紅質。現(xiàn)已有研究發(fā)現(xiàn)東海原甲藻Prorocentrum dongaiense的視紫紅質的表達有很強的晝夜周期節(jié)律性,光周期表達水平較高,暗周期表達水平較低。異養(yǎng)型甲藻海洋尖尾藻Oxyrrhis marina饑餓處理時質子泵型視紫紅質在有光照條件下的表達量高于黑暗條件,與其種群生長率相對應,初步證實這個蛋白可作為能量補充機制。但對甲藻視紫紅質更為深入的研究尚待開展,至今還沒有直接證據(jù)表明甲藻中的視紫紅質蛋白的具體功能與作用機制,和其在細胞中的具體表達位置。本研究以課題組已知序列的東海原甲藻以及鏈狀亞歷山大藻Alexandrium catenella(原種名:Alexandrium fundyense)的視紫紅質基因為目標基因,構建了能夠表達這兩種甲藻視紫紅質基因的哺乳動物細胞表達系統(tǒng),并在此系統(tǒng)中對東海原甲藻和鏈狀亞歷山大藻視紫紅質進行了亞細胞定位。主要研究結果如下:(1)論文將東海原甲藻和鏈狀亞歷山大藻視紫紅質基因重組至表達載體PB513B-1,構建了東海原甲藻視紫紅質表達載體PB513B-PdRhod和鏈狀亞歷山大藻視紫紅質表達載體PB513B-AcRhod。利用質粒共轉染技術將PB513B-PdRhod與PB513B-AcRhod分別和轉座酶表達載體PB200-PA共轉染轉入人的胚胎腎上皮細胞HEK293T細胞,借助Piggy Bac轉座系統(tǒng),構建了可以表達甲藻基因的哺乳動物細胞表達系統(tǒng)。(2)論文在成功構建表達甲藻基因的哺乳動物細胞表達系統(tǒng)的基礎上,利用細胞免疫熒光技術對在哺乳動物細胞表達系統(tǒng)中表達的兩種甲藻視紫紅質基因進行了亞細胞定位,細胞免疫熒光結果顯示東海原甲藻視紫紅質蛋白以及鏈狀亞歷山大藻視紫紅質蛋白在哺乳動物細胞表達系統(tǒng)當中均在細胞膜上表達。
【學位單位】：廈門大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：Q78
【部分圖文】：

而質子在類囊體膜內(nèi)外兩側產(chǎn)生質子梯度，從而推動光合磷酸化作用使得逡逑ＡＴＰ合成酶合成ＡＴＰ，二是在光的作用下，光驅動質子泵型視紫紅質能夠在膜內(nèi)逡逑外兩側產(chǎn)生質子梯度從而驅動ＡＴＰ合成酶合成ＡＴＰ（如圖１．１）。光驅動型視紫紅逡逑質可直接將光能轉化為化學能，即ＡＴＰ，這打破了以往人們對于光能只能通過基逡逑于葉綠素的光合作用才能進入海洋生態(tài)系統(tǒng)的認識。Ｍａｒｃｈｅｔｔｉ等［１７］也認為微生逡逑物視紫紅質蛋白在海洋浮游群落結構以及海洋碳循環(huán)過程中有著重要的意義。逡逑Ｇｕｏ等［２３］對海洋尖尾藻利用轉錄組及定量ＰＣＲ等手段研究質子泵型的視紫紅逡逑質基因的表達發(fā)現(xiàn)在饑餓條件下，給予海洋尖尾藻光照時，視紫紅質基因的表達逡逑量和細胞的生長率均高于連續(xù)黑暗中培養(yǎng)的海洋尖尾藻。由于海洋尖尾藻為異養(yǎng)逡逑型藻，不投喂食物時，視紫紅質在光照條件下所固定的能量極有可能是海洋尖尾逡逑藻生命活動所需能量的主要來源。這與光驅動質子泵型視紫紅質能夠在光照條件逡逑下提高饑餓處理的細菌成活率的結果一致［２４］。Ｓｈｉ等［２０］經(jīng)研宄發(fā)現(xiàn)東海原甲藻逡逑的視紫紅質的表達有很強的晝夜周期節(jié)律性，光周期表達水平較高，暗周期表達逡逑水平較低，同時，東海原甲藻視紫紅質在中等光強下（１００邋ｕＥ／ｍ％１）表達水平逡逑最高，這與赤潮時海水較混濁，光穿透性不強的生態(tài)現(xiàn)象一致，由此猜測視紫紅逡逑質可能是赤潮發(fā)生時東海原甲藻獲得能量的重要來源。所以研究甲藻視紫紅質蛋逡逑白在甲藻中的表達特性有助于了觶甲藻視紫紅質蛋白在海洋生態(tài)系統(tǒng)中為光能逡逑固定所做的貢獻以及其在海洋環(huán)境中的重要作用。逡逑微生物質子泵型視紫紅質的功能研宄主要集中在對海洋細菌視紫紅質的研逡逑[

本文編號：2826604