藻胆蛋白的结构与功能 从理论到应用

早在32亿年前，藻胆蛋白就伴随着蓝藻出现在地球上，是光合分子中的“活化石”。 光合作用和捕光色素在光合生物进化中发挥着极其重要的作用，光合作用分子的进化实际上记录了光合生物进化的历史。藻胆蛋白在不同藻类中的分化，成为研究藻类进化以及光合作用原初理论的重要分子基础，特别是藻红蛋白基因作为专享在蓝藻，红藻以及隐藻中都存在的藻胆蛋白基因，极为适合用于研究这些光合生物的进化关系（Glazer，1977；1988；Sidler，1994；MacColl，1998）。 藻胆蛋白是蓝藻（Cyanophyta）、红藻（Rhodophyta）和部分隐藻（Cryptophyta）的捕光色素蛋白，主要包括藻红蛋白（phycoerythrin, PE），藻蓝蛋白（phycocyanin, PC）和别藻蓝蛋白三种（allophycocyanin, APC）（Zuber，1986；Glazer，1988；Bryant，1991；MacColl，1998）。藻胆蛋白的亚基是由脱辅基蛋白和开链四吡咯结构的色基组成。色基通过硫醚键与脱辅基蛋白的半胱氨酸残基交联。 根据目前已经测定的藻胆蛋白晶体结构（Duerring，1990；Ficner，1992；Brejc，1995；Reulter，1999；Nield等，2003）发现，红藻和蓝藻的藻胆蛋白晶体结构十分相似，即α和β亚基靠经典相互作用形成有部分重叠的“弯月”形单体（αβ），3个单体（αβ）围绕中心轴形成一个具中央空洞的圆盘形三聚体（αβ）3。如果藻胆蛋白是六聚体形式（αβ）6，则由两个圆盘形的三聚体（αβ）3垛叠在一起形成。就藻胆体的组成结构而言，APC复合体组成藻胆体核心（组成藻胆体的“轴”），靠近类囊体膜，其外包裹着PC，最外层为PE（即藻胆体的“杆”）。 藻胆体除了包含有藻胆蛋白外，还有少量的连接蛋白，它们可以参与连接成藻胆蛋白的三聚体（αβ）3（Rod linker polypetides，LR），或是连接“杆”和“轴”（Rod-core linker，LRC），也可以连接“轴”到类囊体膜上（Core-membrance linkers，LCM）。在一般情况下，藻红蛋白首先捕获光能，然后传递给藻蓝蛋白，进而传递给别藻蓝蛋白，最终高效传递给作用中心色素叶绿素a，启动光合作用（Glazer，1989；MacColl，1998）。

本书共十章，主要从藻胆蛋白的结构、藻胆体的组装与能量传递、藻胆蛋白的进化与适应、藻胆蛋白的体内生物合成、天然藻胆蛋白的生产，以及藻胆蛋白在生物医学中的应用等方面介绍了国内外相关研究进展，为藻胆蛋白的深入研究和精准应用提供了重要的参考。
本书可供从事光合作用基础研究的科研人员及学生参考，也适合从事荧光探针及功能食品等产品开发的企业工作人员阅读。

秦松，男，中国科学院海岸带研究所研究员，副所长。在我国率先开展分子海藻学研究，从分子水平上发现藻胆蛋白光适应进化的证据，揭示藻类特有抗氧化系统的调控机制，建立了海带遗传转化系统，工作发表在Nature,并被Science报道。获国家海洋科学技术一等奖2项，二等奖2项，国家海洋工程科学技术二等奖1项，发表SCI论文216篇，授权发明专利43项，授权PCT专利3项，主编中英文专著等10余部。曾任亚太海洋生物技术学会和应用藻类学会主席，现任国际海洋生物技术协会主席，中国藻业协会副会长，中国生物工程学会理事。获国际科学院间组织青年科学家奖，入选万人计划领军人才。作为副组长筹建中科院烟台海岸带研究所，兼任中国藻类学会副理事长、中国药学会海洋药物专业委员会副主任委员、中国生物工程学会理事、中国海洋湖沼学会理事和青岛市生物工程学会理事长。

第1章绪论
1.1藻胆蛋白研究简述
1.2藻胆蛋白的基本特征
1.3藻胆蛋白的制备简述
1.4藻胆蛋白的精准应用
第2章藻胆蛋白的结构
2.1导论
2.2藻胆蛋白的一级结构
2.3藻胆蛋白的高级结构
第3章藻胆体的组装与能量传递
3.1藻胆体的组装
3.2藻胆体的能量传递
第4章藻胆蛋白的进化与适应
4.1藻胆蛋白的进化
4.2藻胆蛋白的适应
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