鐵氧還蛋白（Ferredoxin,Fd）廣泛存在于各種植物、動(dòng)物及微生物體內(nèi)參與電子傳遞。高等植物基因組編碼的Fd蛋白可分為光合型Fd,非光合型Fd;此外還有一類具有C末端延伸的Fd,被命名為FdC蛋白。在光合作用的光反應(yīng)中,光合型Fd從PSI中接收電子,然后將這些電子傳輸?shù)较掠蜦d依賴的各種代謝過(guò)程,涉及碳同化、氮同化、硫同化、葉綠素代謝、光敏色素合成、脂肪酸合成等諸多生物學(xué)途徑,在調(diào)節(jié)光合電子向依賴于這些電子的代謝途徑分配中起關(guān)鍵作用。水稻基因組編碼5個(gè)Fd蛋白和2個(gè)FdC蛋白,但是這些蛋白參與水稻光合電子傳遞的分子機(jī)制以及對(duì)水稻生長(zhǎng)發(fā)育的影響尚不清楚。深入研究水稻Fd參與光合電子傳遞的分子調(diào)控機(jī)制有助于加深對(duì)光合作用分子機(jī)理的理解,進(jìn)而為最終通過(guò)合成生物學(xué)等方法,利用光合作用為人類提供更多清潔、可持續(xù)的能源及光合產(chǎn)物奠定理論基礎(chǔ)。在之前的研究中我們發(fā)現(xiàn)FdC2在水稻抽穗期和生長(zhǎng)發(fā)育中起著重要作用。本研究通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)證明,水稻中有兩個(gè)光合型Fd,Fd1和FdC2,其中Fd1是水稻光合電子傳遞的主要光合型Fd蛋白,Fd1受損會(huì)導(dǎo)致突變體光合碳同化受阻,三葉期后迅速黃化并致死。本文... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：101 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

不同物種鐵氧還蛋白進(jìn)化分析(GOSS,2013)

通過(guò)“Q循環(huán)”將電子傳遞到Cytb6f復(fù)合體，同時(shí)將2個(gè)質(zhì)子釋放到類囊體腔中。Cytb6f復(fù)合體再將電子傳遞給質(zhì)體藍(lán)素（Plastocyanin，PC）。這樣，每通過(guò)傳遞1個(gè)電子，會(huì)伴隨著2個(gè)質(zhì)子從葉綠體間質(zhì)向類囊體腔內(nèi)的運(yùn)輸。PC將電子傳遞給光系統(tǒng)I反應(yīng)中心在光化學(xué)反應(yīng)中失去電子的葉綠素a分子P700+，使得P700+得以復(fù)原成P700，以便在光子激發(fā)下開(kāi)始下一輪電荷分離反應(yīng)。被光子激發(fā)的光系統(tǒng)I反應(yīng)中心葉綠素a分子P700發(fā)生電荷分離后，通過(guò)A和B兩個(gè)分支中的一個(gè)，依次將電子傳遞給A0（原初電子受體）、A1（葉綠體醌）、三個(gè)鐵硫簇圖1-3光合作用線性電子傳遞示意圖(TAIZetal.,2014)PSII，光系統(tǒng)II；plastoquinone，質(zhì)體醌；cytochromeb6f，細(xì)胞色素b6f復(fù)合體；plastocyanin，質(zhì)體藍(lán)素；PSI，光系統(tǒng)I；Fd，鐵氧還蛋白；FNR，F(xiàn)d-NADP+氧化酶；ATPsynthase，ATP合酶。Fig.1-3SchematicdiagramofphotosynthesislinearelectrontransferPSII,photosystemII;PSI,photosystemI;Fd,ferredoxin;FNR,Fd-NADP+oxidasewereshown.

;KARPLUSetal.,1991;KURISUetal.,2001)。在高等植物中，一般存在多個(gè)編碼FNR的基因。在擬南芥中，AT5G66190和AT1G20020分別編FNR1，F(xiàn)NR2；而玉米種則有三個(gè)編碼FNR的基因(HANKE,2013)。敲除擬南芥、煙草的FNR基因?qū)е峦蛔凅w植株生長(zhǎng)弱小，葉色發(fā)白，光合能力下降（圖1-5）(HAJIREZAEIetal.,2002;LINTALAetal.,2010;LINTALAetal.,2007;LINTALAetal.,2012;PALATNIKetal.,2003)，說(shuō)明FNR在植物生長(zhǎng)發(fā)育中有著重要作用。此外，線性電子傳遞鏈中還原型的Fd也是亞硝酸原酶、谷氨酸合酶、亞硫酸還原酶等的電子供體（圖1-2B）。圖1-4FNR與Fd結(jié)合示意圖(MULO,2011)N端的FAD結(jié)合結(jié)構(gòu)域以紅色顯示，C末端的NADP+結(jié)合結(jié)構(gòu)域以藍(lán)色顯示，F(xiàn)d以黃色顯示。Fig.1-5SchematicdiagramofthecombinationofFNRandFdTheN-terminalFADbindingdomainisshowninred,theC-terminalNADP+bindingdomainisshowninblue,andFdisshowninyellow.

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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