藻胆体与藻胆蛋白研究进展

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双水相技术分离纯化藻胆蛋白的研究进展

至医药诊断，生物工程上的开发和利用不断向广度和深度发展尤其在光动力学治疗，新型荧光探针，防治癌症、溃疡和血栓等疾病的保健品和药品方面的贡献
的色素蛋白质，是一种重要的生理活性物质，并且具有强烈荧光性和光敏性，随着藻胆蛋白生理活性逐渐被认知，其抗氧化，提高免疫力能力，抗肿瘤及抗炎症等生物活性不断被发现，藻胆蛋白在食品、化妆品乃
４０７３００）
摘
要：综述了双水相萃取技术的原理，用于藻胆蛋白分离机纯化的特点，艺流程，蛋白分离纯化的影响因应工以及
素。并对双水相萃取技术在藻胆蛋白分离纯化中的应用前景作了展望。关键词：水相萃取；双藻胆蛋白；离纯化；响因素分影
ＲｅｅｒｈＰｒｇｅｓｏｑｅｕｓａｃｏｒｓｎＡｕｏｓＴｗｏＰｈｓｔａｔｏｏａｅＥｘｒｃｉｎｆｒＰｕｒｆｃｔｏｆＰｈｃｂｌｒｔｉｉａｉｎｏｙｏｉｐｏｅｎｉｉＦＥＮＧｅ — ｉ，ＷｉｘＹＵＥＣｅＨＵＡＮＧｅｎ，Ｗｎ
工业，９８２（）３２１９，６： — ６６２
［】２陈韬，７周光宏，徐幸莲．高压技术在肉制品加工中的作用Ⅲ．食品与
发酵工业，０，９９：４６２３２（）６ — ８０［８ＣｅｅＪＣＣｌｌＪＥｆｔｏｉｒｓｕｅｏｅｔａｒｖｗＪ．２］ｈｆｌ，ｕｉｉ．ｆｃｓｆｇｐｅｓｒｎｍａ：ｉ［】ｌｏｅｈｈｅｅ

藻类在环境保护中的作用及其资源化利用研究进展

第一作者:左魁昌,男,1988年生,本科,研究方向为藻类的资源化利用。

#通讯作者。

*国家水体污染控制与治理科技重大专项(No.2008ZX07012 005);淡水生态与生物技术国家重点实验室开放课题(No.2008FB006);中华环境保护基金会T OT O 水环境基金资助项目;华中科技大学自主创新研究基金资助项目(No.M 2009034)。

藻类在环境保护中的作用及其资源化利用研究进展*左魁昌左椒兰# 胡智泉朱菁萍(华中科技大学环境科学与工程学院,湖北武汉430074)摘要作为地球上最庞大的生物群体,藻类在环境保护中具有重要意义。

主要述评了藻类在固定二氧化碳、去除有毒有害物质、去除难降解有机物、吸附重金属等方面的作用,并从制油,提取色素、藻胆蛋白、生理活性物质等方面评价了藻类的资源化用途,最后对其资源化利用的未来研究方向进行了展望。

关键词藻类环境保护资源化利用The role of algae in environment protection and its resource utilization ZUO K uichang ,ZUO J iaolan ,H U Zhiquan,ZH U J ingp ing.(College of Envir onmental Science and E ngineer ing ,H uaz ho ng Univer sity of S cience and T echnol ogy ,W uhan H ubei 430074)Abstract: A s the mo st eno rmous living or ganisms on t he planet,algae pla yed an import ant ro le in global env i r onment pr otectio n.In t his paper,the pathw ay of alg ae in environment pro tect ion w as intr oduced,including the fix a t ion of carbon dio x ide,remov al of poiso ns or to x ins components,and adsor pt ion of heav y metals.T he methods o f a lg ae resource utilization wer e also summarized,such as the producing o il,the ex tr act ion useful substance and so on.F ina lly,the ho tspot s and future dir ect ion of algae r eso ur ce utilizatio n w ere pr ospected.Keywords: alg ae;envir onmental prot ection;utilization藻类种类繁多,形态各异,目前已知的有30000多种。

藻类蛋白质的研究概况

Botanical Research 植物学研究, 2019, 8(1), 79-87Published Online January 2019 in Hans. /journal/brhttps:///10.12677/br.2019.81011Research Progress of Algae ProteinHong Liu1, Yarui Li1, Fangfang Ma1, Guangxu Ren2, Hairong Xiong1, Ping Zhao1,Qinghua Liu1, Jing Wang2*1Key Laboratory for Protection and Application of Special Plant Germplasm in Wuling Area of Hubei Province, South-Central University for Nationalities, Wuhan Hubei2Engineering Research Center of CAAS for Dual Protein, Institute of Food and Nutrition Development, Ministry of Agriculture, BeijingReceived: Dec. 29th, 2018; accepted: Jan. 10th, 2019; published: Jan. 17th, 2019AbstractDue to the increase in population and the demand for social development, human demand for protein is increasing. However, excavation and utilization of protein is urgent, especially for plant-source protein. As marine protein, algae have become an important candidate of plant-source proteins for humans. Algae protein has multiple components that promote the potential health ef-fects for humans. Specific biological characteristics include anti-oxidation, antihypertensive, an-ti-thrombotic, anti-tumor and immunostimulatory properties. This review systematically ex-pounds the current algae resources and its protein extraction methods, and provides a reference for the implementation of dual-protein engineering in future.KeywordsAlgae, Phycobiliprotein, Extraction, Proteomics藻类蛋白质的研究概况刘虹1，李亚蕊1，马芳芳1，任广旭2，熊海容1，赵平1，刘庆华1，王靖2*1中南民族大学武陵山区特色资源植物种质保护与利用湖北省重点实验室，湖北武汉2农业部食物与营养发展研究所，中国农业科学院双蛋白工程技术研究中心，北京收稿日期：2018年12月29日；录用日期：2019年1月10日；发布日期：2019年1月17日摘要由于人口的增加与社会发展的需求，人类对蛋白质的需求日益增加，蛋白质生产缺口仍然较大，目前藻*通讯作者。

不同产地螺旋藻藻胆蛋白的比较研究

重庆工商大学07级毕业论文目录1引言 (4)1.1螺旋藻藻胆蛋白的概述 (4)1.1.1藻胆蛋白的组成和结构 (4)1.1.2藻胆蛋白的理化特性 (4)荧光性 (4)光谱特性 (5)1.1.3藻胆蛋白功效 (5)天然色素 (5)功能食品 (5)肿瘤等疾病治疗 (6)1.1.4藻胆蛋白的提取 (6)1.1.5 培养条件对螺旋藻藻胆蛋白的影响 (7)1.1.6藻胆蛋白的开发应用 (8)1.1.7藻胆蛋白的研究展望 (9)1.2本课题的研究意义 (9)2实验部分 (10)2.1实验材料、药品、仪器 (10)2.1.1实验材料 (10)2.1.2 实验药品 (10)2.1.3 实验仪器 (10)2.2实验内容 (10)2.2.1藻胆蛋白的提纯 (10)2.2.2藻胆蛋白的鉴定 (11)2.2.3藻胆蛋白的含量测定 (11)凯氏定氮测定总蛋白含量 (11)蛋白质标准曲线的绘制 (14)藻胆蛋白含量的测定 (15)2.3数据处理与分析 (15)3结果与讨论 (15)3.1藻胆蛋白的鉴定 (15)3.2 藻胆蛋白的纯度测定 (17)3.3藻胆蛋白的含量测定 (18)3.3.1总蛋白含量测定 (18)3.3.2蛋白质标准曲线的绘制 (18)3.3.3藻胆蛋白的含量测定 (19)3.4藻胆蛋白的比较 (19)3.4.1总蛋白质含量的比较 (19)3.4.2藻胆蛋白含量的比较 (20)3.4.3藻胆蛋白占总蛋白的质量分数比较 (21)4结论 (22)5结语 (22)参考文献 (23)致谢 (24)不同产地螺旋藻藻胆蛋白的比较研究摘要：藻胆蛋白是螺旋藻的主要光合作用蛋白,在螺旋藻中含量很高,因其突出的营养和药用价值而获得了广泛研究与应用。

本实验目的是比较出一种藻胆蛋白含量高的螺旋藻，通过对不同产地螺旋藻藻胆蛋白提取纯化来进行各产地螺旋藻藻胆蛋白的含量的比较分析，这对螺旋藻的开发应用具有一定的市场指导意义。

方法：本实验以北京、天津、广州螺旋藻为原料，采用超声波细胞破碎法和反复冻融法两种方法进行螺旋藻藻胆蛋白的初提取，然后用硫酸铵盐析沉淀，透析除盐，DEAE纤维素柱层析过柱得到高度纯化的藻胆蛋白，用紫外可见分光光度计测定吸光度，根据标准曲线，计算出各地螺旋藻藻胆蛋白的含量。

微藻的营养特性及其在畜牧业中应用的研究进展【论文】

微藻的营养特性及其在畜牧业中应用的研究进展摘要：微藻是一种分布广泛且营养物质含量高、光合能力强的自养植物。

微藻能合成多种拥有特殊生物活性的化合物, 还能提高动物的生长性能、增强机体免疫机能、改善畜产品品质、解决畜牧业的环境污染问题, 同时还可减轻食品与饲料以及燃料工业之间的竞争。

因此, 本文就微藻的营养特性及其对畜禽生长、免疫、产品品质等的影响进行综述, 为微藻在畜牧业中的开发和利用提供参考。

关键词：微藻; 生长; 免疫; 产品品质; 畜牧业;Abstract：Microalgae, a high photoautotrophy plant, is widely distributed and contained rich nutrient contents.M icroalgae can synthesize various special bioactive compounds, and play an important role in improving animal growth, immunity and meat quality, meanwhile, it can also curb environmental pollution and reduce competitive pressure among food, feed and fuel industry. Therefore, the nutritional characteristics of microalgae and its effects on animal growth and meat quality were reviewed in this paper so that it can provide a reference for the development and utilization ofmicroalgae in animal husbandry.Keyword：microalgae; grow th; immune; product quality; animal husbandry;到2050年, 全球人口预计将增加1/3, 估计粮食产量增加70%。

海藻活性物质研究概况及抗辐射研究进展

者消化道内消化酶结合降低其消化能力。目前的研究
对褐藻多酚抗肿瘤活性、抗菌、抗病毒活性、抗氧化活性、化学防御活性、除臭活性研究较多。
１．５
类菌胞素氨基酸类（ＭＡＡｓ）化合物由于共轭双键
和不同侧链上活性基团的存在，在３１０－３６０Ｂｉｎ的紫外光区具有强的吸收能力。由于ＭＡＡｓ对紫外光（Ｕｖ—Ａ和ＵＶ—Ｂ）具有很高的摩尔吸收率（￡＝２８
防护作用，海带多糖各组能显著调节辐射损伤大鼠的免
疫功能，脾淋巴细胞凋亡率显著低于模型组，并呈明显
的量效关系；海藻多糖怛卜圳对１．射线照射小鼠骨髓、腹
腔巨噬细胞等放射性急性损伤的保护作用，实验结果显示海藻多糖对辐射所致的免疫功能损伤有明显的保护
作用；琼枝麒麟菜多糖【抛刊对＾ｙ一射线照射小鼠胸腺细
胞、小鼠腹腔巨噬细胞、小鼠脾细胞的影响，同样显示其对辐射损伤具有一定的保护作用。它们的抗辐射作用的机理可能与以下几个方面有关：首先，多糖是细胞膜
１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－９９２６．２０１０．０２．０２６
随着核能广泛应用于科技、生产及日常生活，不可避免地会给人们造成辐射损害。临床上对癌症患者进行的放疗、职业性受照人员的辐射性损害和航天飞行中人员受到的空间辐射等受到高度重视。人们一直在探索有效的防治辐射药物。目前已知的一些具有防治辐射作用的药物，多数毒性较大，因此，期待开发出毒性较小、可用于临床的新药。目前国内外海洋生物活性物质的研究有了长足的进步。许多国家均不同程度地开展了海洋生物活性物质抗肿瘤、抗病毒、抗真菌、抗心脑血管疾病、抗炎、抗艾滋病以及提高机体免疫功能等方面的研究，已经发现了大量具有上述作用的具有新颖结构的化学成分。海藻（Ａｌｇａｅ）是海洋中的低等隐花植物，全世界约有三万余种，而已被人类广为利用的海藻主要是褐藻、红藻、绿藻和蓝藻。现在的研究显示藻类植物含有多种具有抗辐射活性的物质。１海藻活性物质通过对海洋生物有效化学成分研究，特别是在对海藻类植物的研究中找到了许多具有重要生物活性和药用前景的有机化合物，如：多糖类、蛋白类、萜类、多酚类、甾醇类、环状多硫化合物、大环内酯类、微量元素等，成为新型药物研究的重点。

光合作用研究的一些进展_杜林方

光合作用研究的一些进展博士、教授　杜林方(四川大学生命科学学院,成都610064)摘　要:本文介绍国内外光合作用研究的现状和热点。

光合作用已成为生物化学、物理学、化学等基础学科和晶体学、波谱学等技术学科的研究目标,为了解决粮食、能源、资源和环境问题,必须进行光合作用的基础研究和应用研究。

最后指出了光合作用的发展方向。

关键词:光合作用　光系统　结构与功能一、引言光合作用是植物所特有的生理功能,是地球上最大规模地将太阳能转换为化学能,并利用它把二氧化碳和水等无机物合成为有机物同时放出氧气的过程。

这在生物进化过程中,生物具有光合功能才使得地球上开始大量地积累有机物和氧气,使生物在直接或间接消耗光合产物的基础上生长、繁衍、演化和进化。

光合作用所形成的有机物质及其中所固定的太阳能是地球上无数生物和人类赖以生存的基础。

光合作用为人类、动植物及微生物的生命活动提供了有机物、氧气和能量。

没有光合作用,就没有生物的演化和自然界的繁荣,也不可能有人类社会的存在和发展。

由于地球人口的迅速膨胀,可以说光合作用不仅仅是生命科学中的重大基础理论问题,而且与当今人类面临的粮食危机、能源危机、资源危机和环境变化等问题的解决密切相关。

这是因为:提高农作物光能转化和利用效率是农业增产的核心问题;人类今天所用燃料主要是远古和当今植物光合作用所固定的太阳能;人类所需资源中相当部分是由光合作用产物转化而来;光合作用吸收二氧化碳对于减缓地球大气层的温室效应具有很大作用。

因此,研究光合作用光能吸收、传递和转化的机制及其调控机理,不仅能阐明自然界这一独特的高效吸能、传能和转能机理具有重大的理论意义,而且还具有深远的重大实践意义:可以为提高农作物的光能转化效率,为仿生模拟太阳能利用开辟新途径,为研制新一代的生物电子元件和生物芯片提供理论依据、新途径和新技术,并将为21世纪的经济发展提供巨大的推动力。

正是因为光合作用研究对于生命科学及人类未来前景具有重大意义,所以本世纪以来,许多科学家致力于光合作用领域的研究,科学界最高荣誉的诺贝尔奖也先后六次授予给从事光合作用研究并做出杰出贡献的科学家。

蓝藻的现状及目前的主要治理方法汇总

蓝藻的现状及目前的主要治理方法汇总蓝藻的现状及目前的主要治理方法摘要：最近几十年蓝藻水华在我国各大富营养化湖泊频繁爆发，形成藻灾。

鉴于传统的打捞等治理手段的局限性，新兴的生物技术治理方法以其优越性而备受世人瞩目，渴望成为攻克蓝藻污染的最佳选择。

文中从水华的爆发及危害、目前国内外主要的防治措施和研究方向以及蓝藻的生物工程等几个方面进行了论述，以希望能够寻求合理的治理方案。

关键词：富营养化蓝藻治理生物技术国家重点治理的“三湖”由于水体富营养化造成的藻害日益严重，其他湖泊如东湖、西湖、洞庭湖、洪湖、鄱阳湖、洪泽湖等也不容乐观，甚至连藏在群山之中、很少点面污染源的千岛湖，也由于游人猛增而水体富营养化，已出现蓝藻大规模增生的趋势。

从1998年开始，这种蓝藻泛滥成灾的危机频频出现，并呈迅速蔓延之势。

从50年代以来，由于人口急剧增长，工业化和城市化进程加快，大大增加了氮、磷营养物质向水体的排放量，加剧了湖泊等水体富营养化程度，使水体生态环境向恶化方向演变，最终影响经济和社会可持续发展。

所以，富营养化问题日益受到世界各国政府和社会各界的关注和重视。

中国是一个湖泊众多的国家，大于1平方公里的天然湖泊有2300余个，湖泊面积为70988平方公里，约占全国陆地面积的0.8%，湖泊总储水量为7077多亿立方米。

近年来，我国东部南部随着国民经济高速发展，环境污染控制相对滞后，不少水体负荷了超量氮、磷和其他有机污染等营养物，致使湖泊环境不断恶化。

湖泊富营养化在中国已是一个突出的环境问题，所以预防治理蓝藻水华已成当务之急。

1 湖泊富营养化和水华的形成和危害藻类和一些光合细菌能利用氮、磷等无机盐类通过光合作用合成有机质，称为光养型生物。

富营养化缓流水体中的光养型生物，如蓝藻、绿藻等，通过光合作用以光能和无机物合成自身生长繁殖的有机物，并在短时间内集中大量繁殖，形成藻灾，即水华。

通常春夏秋湖泊中的主要藻类是蓝藻、绿藻。

但在重富营养化的湖泊中，自春至夏蓝藻常成为唯一的优势水华种群，其中以微囊藻水华最为严重。

近十年发菜的研究进展

近十年发菜的研究进展
杨新芳乔木朱自安，，
（．北京理工大学生命科学与技术学院，北京１０８；．中科院新疆生态与地理研究所，新疆乌鲁木齐８０１；１００１２３０１３．新疆维吾尔自治区发展计划委员会，新疆乌鲁木齐８００３０２）
２１００年８月
中央民族大学学报（自然科学版）
ＪｕｎｌｆＣＮｔｒｃｅｃｓＥｉｏ）ｏｒａｏＭＵ（ａｕａＳｉｅｄｔｎｌｎｉ
Ａｕ．０１ｇ，２０Ｖｏ．９ＮＯ３Ｉ１．
第ｌ９卷
第３期
属于Ｐ Ⅱ组分．Ｓ
藻胆体是藻类的捕光蛋白复合体，具有非常紧凑的结构，用负染电镜技术和单明，菜藻胆体呈典型的半圆盘形，发包括三个核柱体和六个杆状结构．藻胆体的三
１生理生化
近几年多数学者的研究重点集中在发菜提取物的生物活性成分、应恶劣环境的分子机制、适生理
生化变化等方面．
１１生物活性作用．
．
研究表明，用发菜细胞浸提物浸泡绿豆种子后，可显著促进绿豆芽及其幼苗的生长 ¨ 适当浓度的，
究项目” 助．资作者简介：新芳（９３一）女（族）河南新乡市人，杨１６，汉，主要研究方向：物活性蛋白的分离及生物学作用．生

藻胆蛋白提取分离及抗氧化活性的测定

维普资讯
２００７年６月第２３卷第２期
陕
西
理
工学院
学
报
Ｊｎ２０ｕｅ．０７
Ｖｏ．３Ｎｏ２１２．
ＪｕｎｌｆｈａｘｉｅｓｔｆＴｃｎｌｇｏｒａａｎｉＵｎｖｒｉｏｅｈｏｏｙｏＳｙ
具有抗氧化活性及抗氧化活性的大小。
１材料与方法
１Ｉ试剂与仪器．新鲜红藻采自黄海海滨，盐酸、乙二胺四乙酸、ｒ — ａｅ白天津市化学试剂厂，Ｔｉｂｓ购ｓ邻苯三酚（分析
纯）自购瓯海精细化工试剂公司，紫外分光光度计购自１本岛津，ｅｕｓＤ５介质购自北京鼎国生３ＣｌｌｅＥ一２ｌｏ物有限公司，Ｄ垂直电泳槽购自北京六一公司，２４层析柱（０２０ｍ／）自１／０ｍＬ购上海伊利仪器制造有限公司，Ｄ一７ｌＨ９一紫外检测仪购自上海嘉鹏科技有限公司，微量移液器购自上海求精生化试剂仪器有限
酸铵沉淀法、ＥＥ一纤维素离子交换层析对提取的藻胆蛋白进行纯化，首次采用邻苯三酚ＤＡ并
自氧化法来测定藻胆蛋白的抗氧化活性。从而得出：从红藻中提取分离出具有一定纯度、较高
抗氧化活力的藻胆蛋白提取品。［关键词］藻胆蛋；离子交换层析；邻苯三酚自氧化法；抗氧化活性［文献标识码］Ａ［图分类号］Ｑ５中５ｌ
用５％饱和硫酸铵沉淀粗提液，０４℃静置２ｈ，后４℃离心５００ｒ０ｍｎ将沉淀用ＰＳ０ｍ２ｉ；ｐＢ溶解并透析

藻胆蛋白的提取纯化研究进展

常用的提取原料有螺旋藻、管藻、斑紫菜等；胞破碎方法有反复冻融法、学试剂处理法等五种；提方法主要多条细化粗有盐析法等四种；而常用的纯化方法有羟基磷灰石柱层析法、ＤＡＥＥ一纤维素离子交换柱法和葡聚糖凝胶柱层析法等三种。实际应用中为获得较好的提取纯化效果，常混合使用多种细胞破碎方法和多种纯化方法。经关键词藻胆蛋白提取纯化
ＮｕｒｔｏｌＳｉｎｃｓａｄＦｏｃｈｏｏｙｔｉｎａｃｅｅｏｄＴｅｎｌｇｉｎ
，
ＪｆＦｏｃｅｃ．ｏｏｄＳｉｎｅ，
ＭｔｏｓＪｆＯＣＩｔｎｔｎｌ８，ｏ３２０，５（：ｅｈｄ，ＡＡｅａｏａ，５Ｎ．，０２８３）ｏｎｒｉ
ｄｅｎｔｅａｐｅｔｆｅｔａｔｏｆｓｍｅｒｗａｅｉｌ，ｃｕｈｎｅｌｍｅｈｄ，ｃｄｅｅｔａｔｏｔｏｓａｄｕｃｄｉｈｓｃｓｏｘｒｃｉｎｏｏａｍｔｒａｓｒｓｉｇｃｌｔｏｓｒｕｘｒｃｉｎｍｅｈｄｎｐｉｆｃｔｏｅｈｄ．ＴｈｕａｘｒｃｉｇｍａｅａｓｒｏｌｄｅｓＳｐｒｉａｏｙｉｈｏａｕｒｅｌｓ，Ｐｏ－ｕｒｉａｉｎｍｔｏｓｅｕｓｌｔａｔｎｔｒｌｅｃｎｃｕｄａｉｕｌｎ，Ｐｌｓｐｎｉｃｏａａｅｉｗｅｒｐｒｚｅｉｔ．Ｔｈｒｒｙｏｃｃｅｌｓｈａｅａｅｅｚｎｇａｄｔａｎｅｈｄａｄｃｍｉａｈｙａｙｅｏｎｓｓｅｃｅｅｗｅｅ５ｗａｓｒｈｃｌｕｃｓｐｅｔｄｆｅｉｎｈｗｉｇｍｔｏｎｈｅｃｌｔｕｒｒｒａｅｔｅｈｏｅｇｎｔｄ．Ａｎｄｔｒａｒｄｅｅｔａｔｏｅｈｄｕｃｓｔｅｓｔｎ — ｏｔｅｈｄｔｘｒｃｒｄｍｈｅｅｈｄ４ｃｕｘｒｃｉｎｍｔｏｓｓｈａｈａｉｇ．ｕｔｏｏｅｔａｔｈｅｃｌｍｔｕｅｐｃｂｌｐｏｅｎｓｈｙｏｉｉｒｔｉ．Ｈｙｒｘｌｐｔｔｏｕｈｒｍａｏｒｐｈ，ＤＥＡＥ — ｃｌｕｓｏｕｎｃｒｍａｏｒｐｎｌｄｏｙａａｉｃｌｍｎｃｏｔｇａｙｅｅｌｏｅｃｌｍｈｏｔｇａｈｙａｄＧｅ

集胞藻6803藻胆体藻蓝蛋白多克隆抗体制备及其初步应用

集胞藻6803藻胆体藻蓝蛋白多克隆抗体制备及其初步应用张劲松;陈李萍;高复旦;杜玲瑜;王全喜;马为民【摘要】通过PCR扩增出集胞藻6803 C-PC编码基因cpcA,构建表达质粒pET32a(+)-cpcA.转化大肠菌株BL21(DE3)pLysS,用IPTG诱导表达、经His-tag 纯化后免疫日本大耳白兔获得多克隆抗体.间接ELISA法揭示该抗体效价可高达1∶1 025 000;蛋白免疫印迹确定该抗体具有高度特异性.应用该抗体进行蛋白免疫印迹检测,结果发现C-PC蛋白在生长光与高光培养条件下的数量,以及与2个光系统间的连结数量均存在显著差异,为进一步研究藻胆体的杆在响应与适应机制中所承担的重要角色奠定了生化基础.【期刊名称】《广东农业科学》【年(卷),期】2010(037)011【总页数】6页(P1-5,9)【关键词】藻蓝蛋白;多克隆抗体;集胞藻6803【作者】张劲松;陈李萍;高复旦;杜玲瑜;王全喜;马为民【作者单位】上海师范大学生命与环境科学学院,上海,200234;上海师范大学生命与环境科学学院,上海,200234;上海师范大学生命与环境科学学院,上海,200234;上海师范大学生命与环境科学学院,上海,200234;上海师范大学生命与环境科学学院,上海,200234;上海师范大学生命与环境科学学院,上海,200234【正文语种】中文【中图分类】Q949.2蓝藻是一类能进行光合放氧的原核生物，也是研究光合作用的模式生物之一。

藻胆体(phycobilisome)是蓝藻中主要的捕光天线，因此是蓝藻细胞吸收光能，并传递至光系统反应中心的主要入口。

典型的藻胆体呈现半圆饼状，主要由核心体和外围的杆两部分组成[1]。

其中，核心体主要是由别藻蓝蛋白(a llo p hycocyanin; APC)组装而成；而外围的杆主要由6个呈放射状的藻蓝蛋白(c-p hycocyanin;C-PC)六聚体组装而成，包围在核心体的表面(图1)。

植物在高温胁迫下的蛋白质组学研究进展

2020年 12月 Journal of Science of Teachers′College and University Dec. 2020文章编号：1007-9831（2020）12-0047-05植物在高温胁迫下的蛋白质组学研究进展许英旭1，2，沙伟1，2，张梅娟1，2，马天意1，2（齐齐哈尔大学 1. 生命科学与农林学院，2. 抗性基因工程与寒地生物多样性保护黑龙江重点实验室，黑龙江齐齐哈尔 161006）摘要：近年来，全球平均气温逐年递增，许多地区出现异常的高温天气，高温胁迫是非常重要的非生物胁迫因子之一，对许多经济作物的产量和品质产生巨大的影响，也致使在经济利益上产生巨大的损失．通过对高温胁迫下植物蛋白质组学的研究，可以系统地揭示不同温度条件下植物蛋白质的表达状况，从而深入了解温度胁迫下植物基因表达的调控机制，植物对温度胁迫的响应机制．综述了近年来植物在高温胁迫下的蛋白质组学研究现状以及对未来相关研究的展望，对提高作物抗性，培育耐高温新品种具有重要意义，也为今后植物在高温胁迫下的蛋白质组学研究提供理论基础和重要依据．关键词：植物；高温胁迫；蛋白质组学；研究进展中图分类号：Q945.78 文献标识码：A doi：10.3969/j.issn.1007-9831.2020.12.011 Research progress of plant proteomics under high temperature stressXU Yingxu1，2，SHA Wei1，2，ZHANG Meijuan1，2，MA Tianyi1，2（1. School of Life Sciences，Agriculture and Forestry，2. Heilongjiang Provincial Key Laboratory of Resistance Gene Engineering andProtection of Biodiversity in Cold Areas，Qiqihar University，Qiqihar 161006，China）Abstract：In recent years，the global average temperature has been increasing year by year，and abnormal high temperature weather has appeared in many regions．High temperature stress is one of the most important abiotic stress factors，which has a huge impact on the yield and quality of many commercial crops with huge losses in profit．Through the study of plant proteomics under high temperature stress，it is possible to systematically reveal the expression status of plant proteins under different temperature conditions，so as to deeply understand the regulatory mechanism of plant gene expression under temperature stress，and the stress response mechanism of plants to temperature．Reviews the proteomics research status of plants under high temperature stress in recent years and prospect to the future is performed accordingly．This is great significance for improving crop resistance and cultivating new varieties of high temperature tolerance．It is also provides theoretical foundation and important basis for future researching plant protein under high temperature stress．Key words：plants；high temperature stress；proteomics；research advances植物在生长发育过程中会受到许多不利于生长的生物胁迫因子和非生物胁迫因子的影响，如高温、干旱、冻害、盐碱、冷害、水涝、环境污染、病菌、病虫侵害等，而温度是一种非常重要的非生物胁迫因素，对植物的生长发育具有重要的影响[1]．在热胁迫条件下，所有生物体都会产生热休克反应，并对温度上升收稿日期：2020-09-12基金项目：黑龙江省省属高等学校基本科研业务费青年创新人才项目（135309364）；黑龙江省省属高等学校基本科研业务费科研项目植物性食品加工技术特色学科专项（YSTSXK201876）；黑龙江省人力资源和社会保障厅2018年省级留学回国人员择优资助项目作者简介：许英旭（1995-），男，黑龙江大庆人，在读硕士研究生，从事植物逆境分子遗传学研究．E-mail：*****************通信作者：马天意（1989-），男，黑龙江齐齐哈尔人，讲师，博士，从事植物逆境分子遗传学研究．E-mail：********************作出反应．每种植物的生长发育都有特定的温度需求，一般植物生长温度大约在0~44 ℃，其温度的敏感度与其起源地有紧密的联系[2]．在持续恶化的情况下，深入了解植物抗逆反应机制，为今后的植物生长发育提供重要的理论基础和指导意义．高温胁迫对植物的损害主要是通过使细胞中的蛋白质变性和失活，减缓或停止生化反应，停止生长和发育，甚至死亡[3]．高温胁迫会增强植物的蒸腾作用，使水分流失过多，为了减小蒸腾，植物叶片气孔关闭，导致CO2摄入量减少，由于CO2是植物光合作用所必需的，高温胁迫会因此影响光合作用，即有机物的积累[4]．植物体内的各种生理生化反应都是由酶催化的，高温胁迫会影响酶的活性，从而影响植物生长代谢[5]．本文对高温胁迫下幼苗期植物和成苗期植物的蛋白质组学进行综述，深入了解高温胁迫下植物的基因表达调控机制，植物对高温胁迫的响应机制，对提高作物抗性，培育耐高温新品种具有重要意义，也为今后植物在高温胁迫下的蛋白质组学研究提供理论基础和重要依据．1 高温胁迫下幼苗期植物的蛋白质组学分析Han[6]等在35，40，45 ℃条件下分别对7日龄水稻（Oryza sativa）幼苗处理48 h，并检测其叶片的蛋白质组，发现在35~45 ℃时，连接木质化相关蛋白和1，5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶表达下调，而保护蛋白表达显著上调．不同的高温会诱导植物采取不同的适应策略，保护机制主要是使植物维持光合作用能力．当温度上升到40 ℃或更高时，一些抗氧化途径被激活；当遇到45 ℃的高温时，各种热休克蛋白（heat shock proteins，HSPs）均被诱导表达，与热休克蛋白相关的保护机制被激活．可以看出，随着环境温度的升高，植物会调用越来越多的保护机制参与和维持机体正常的生理代谢．Mohammadi[7]等将发芽2日龄油菜（Brassica campestris）幼苗分别置于较高的温度（白天45 ℃，晚上34 ℃）胁迫和对照条件（白天22 ℃，晚上18 ℃）下，在生长室中进行16 h/8 h（光照/黑暗）的光周期，相对湿度为65%~70%，持续12 h．通过双向电泳（Two-dimensional electrophoresis，2-DE）进行分离，鉴定出381个蛋白质点，其中58个蛋白质在高温胁迫下发生了显著变化，27个和31个蛋白质分别显著下调和上调，超过30%的已鉴定蛋白质属于叶绿体，大多数剩余的蛋白质被预测定位在细胞质中．通过统计分析表明，高温胁迫对蛋白质表达水平有重要影响，参与细胞运输、能量和代谢的蛋白质的上调，以及参与疾病、防御、蛋白质合成和信号转导的一些蛋白质的下调可能是高温胁迫下生理和形态反应的主要原因．在油菜下胚轴中观察到的抗坏血酸过氧化物酶蛋白和基因表达水平对高温胁迫反应的增加表明，抗坏血酸过氧化物酶是一种短期高温胁迫反应蛋白，该研究结果还表明，热胁迫下参与能量和代谢的蛋白质的上调可以利用油菜幼苗的大部分营养储备，这可能是热胁迫条件下油菜生长减缓的原因．2 高温胁迫下成苗期植物的蛋白质组学分析2.1 高温胁迫下粮食作物的蛋白质组学分析Smruti Das[8]等使水稻（cv.N22）在开花期经受28 ℃/18 ℃（对照）和42 ℃/32 ℃（高温胁迫）处理后检测叶片蛋白质组．在对照和受胁迫的叶片中，大约存在111个共同的蛋白质点，其中37个上调，15个下调，另外还有59个未鉴定出的蛋白质点，成对蛋白质点的体积呈线性分布．从受高温胁迫的叶蛋白质组中，通过MALDI-TOF MS分析鉴定，186个蛋白质独特点中有30个具有参与光合作用、解毒、能量代谢和蛋白质生物合成的主要功能．在生长室条件下，当水稻在42 ℃的温度下处理24 h时，发现一组低分子量小热休克蛋白（sHSPs）是由水稻叶片中的高温胁迫诱导的，水稻叶绿体sHSP在大肠杆菌（Escherichia coli）中表达赋予了大肠杆菌对热胁迫和氧化应激更好的耐受性，即sHSP在植物获得的压力耐受性中发挥重要作用；氧化还原稳态在胁迫条件下，易于产生活性氧（reactive oxygen species，ROS），其作为应激反应的信号分子会对细胞成分造成伤害．同时，受胁迫的叶蛋白质组揭示了几种新合成的糖酵解蛋白[9]．据报道，在一定范围内气温每升高1 ℃，小麦（Triticum aestivum）产量就会减少4%[10]．高温导致膜渗透性和稳定性改变[11-12]，以及由热诱导的细胞膜渗漏导致的电解质流失均被认为是严重细胞损伤的一种测量方法[13-14]．高温胁迫加速了分子在膜上的动能和运动，从而使生物膜分子内的化学键松动，这使得生第12期许英旭，等：植物在高温胁迫下的蛋白质组学研究进展 49物膜的脂双层通过蛋白质变性或不饱和脂肪酸的增加而变得更具流动性[15]．Kumar[16]等对乳熟期小麦品种HD2985分别进行22 ℃（对照）和42 ℃（热激）处理2 h，并对叶片样品进行热响应蛋白鉴定．使用Orbitrap 质谱，分别鉴定了47和38个独特的蛋白质点，其中19个在对照和热胁迫处理的样品中有差异表达，差异表达蛋白质包括热休克蛋白70、氧释放增强蛋白、钙调蛋白、应激预测蛋白、茜草素、茜草素活化酶等．使用第二代蛋白质组学工具-轨道芯片鉴定差异表达的多肽，可以在对照和热激处理的样品中观察到97和262个多肽．分析显示，对照组、高温胁迫处理组和2个样品中分别有25，190，72个多肽，使用轨道阱（无标记）分析，在拟南芥（Arabidopsisthaliana）蛋白质数据库进行检索，在对照组中检索到97个多肽和60个蛋白质；在热激处理组中鉴定到262个多肽和135个蛋白质；类似地，使用水稻蛋白质数据库鉴定了317个多肽、164个蛋白质（对照）和592个多肽、263个蛋白质接入组，所鉴定到的蛋白质大多数被认为是应激相关蛋白，如热休克蛋白70、三磷酸腺苷合酶、茜草小亚基等，这些蛋白质参与各种生物途径，如碳水化合物代谢、信号传导途径、脂质代谢等．2.2 高温胁迫下蔬菜作物的蛋白质组学分析Huang W[17]等使用蛋白质组学方法分析了不同温度处理（4，25，38 ℃）下芹菜叶的蛋白质，共鉴定出71种蛋白质，被分为14个功能类，包括光合作用、碳水化合物代谢、氨基酸代谢、蛋白质代谢、信号转导和能量代谢等．在高温胁迫下，芹菜（Apiumgraveolens）叶中近一半蛋白质下调表达．鉴定的蛋白质还参与许多代谢途径，如光合作用、氨基酸代谢、蛋白质代谢、碳水化合物代谢和能量代谢，这些代谢途径对非温度响应网络有重要影响；这些蛋白质可能相互作用，在冷或热胁迫下在芹菜叶片中建立温度胁迫响应网络．Wang Y[18]等对2种龙须菜（Gracilarialemaneiformis）株系981和07-2在3个温度（25，30，35℃）下培养48 h，对2种株系在热处理下的生理参数进行分析．结果表明，随着温度的升高，2种株系的比生长速率和光化学效率均降低．实验发现，株系981中的藻胆蛋白和可溶性蛋白质浓度在35 ℃下降低；株系07-2中的藻胆蛋白和可溶性蛋白质浓度表现出初始降低，然后在高温处理（25，30，35 ℃）下恢复．使用双向电泳进行2种株系在35 ℃下的蛋白质组学分析，鉴定了13种蛋白质，并将这些蛋白质根据功能分为8类，包括光合作用、能量代谢、蛋白质折叠催化、转录、分子伴侣和未知功能．热休克蛋白和亲环蛋白样蛋白通过双向电泳鉴定为在35 ℃热应激下2种株系中的热响应蛋白，并发现胞质型HSP70蛋白在蛋白质折叠中作为分子伴侣发挥关键作用，并有助于改善由热胁迫引起的损伤，从而保持细胞稳态；HSP82蛋白可能在热应激下对龙须菜的保护起到支持作用，该研究认为这种胞质型热休克蛋白在改善热胁迫引起的损伤方面起到重要作用．高温胁迫直接导致蛋白质变性、聚集和膜脂流动性增加，但也间接导致叶绿体和线粒体中酶的失活，蛋白质合成和降解的抑制以及膜完整性的损害[19-20]．因此，更好地理解植物的耐热机制对培育耐热作物至关重要．为了抵消高温胁迫的有害影响，植物通过改变基因表达、蛋白质合成和翻译后修饰采用了多种胁迫耐受策略，这有助于在高温下重建植物生存的细胞稳态[19]3．文献[21]对菠菜（Spinacia oleracea）同源自交系Sp75进行了高温（37 ℃/32 ℃，光照/黑暗）处理，然后收集完全展开的真叶，对其进行蛋白质组学分析，发现高温胁迫处理菠菜叶片，脯氨酸、可溶性糖、丙二醛和电解液相对泄漏含量均增加，表明高温胁迫下菠菜叶片的膜完整性丧失．使用基于iTRAQ的定量蛋白质组学方法分析了菠菜叶中的热应激反应蛋白丰度模式，共鉴定出叶中的2 205种蛋白质，其中911个被定义为高温胁迫响应蛋白，这些蛋白质在清除活性氧、脂质信号、钙信号传递、磷酸化级联和14-3-3介导的信号通路等途径中发挥重要作用．每组中的大多数高温胁迫反应蛋白都增加了热应激，包括转录、蛋白质合成、蛋白质加工和蛋白质降解，这表明基因表达和蛋白质周转在对高温胁迫的反应中得到增强．虽然光合作用受到抑制，但不同的初级和次级代谢途径被用于防御热应激，如糖酵解、戊糖磷酸途径、氨基酸代谢、脂肪酸代谢、核苷酸代谢、维生素代谢和类异戊二烯生物合成，这些数据构成了菠菜对热应激反应的代谢图谱，有助于进一步研究植物热适应的复杂分子机制，并为菠菜分子育种计划提供信息．2.3 高温胁迫模式下植物的蛋白质组学分析Rocco[22]等将拟南芥莲座叶分别在黑暗中于冷胁迫（4 ℃）和高温胁迫（42 ℃）处理后，进行蛋白质组学分析，2种温度处理下都改变了拟南芥莲座叶细胞膜离子渗透性．共检测到38个蛋白质点，丰度随50 高师理科学刊第40卷冷或热胁迫而变化，2种温度处理都影响25个蛋白质的表达水平．分析表明，拟南芥短期低温处理对植物光合作用的特定过程有显著影响，导致了参与电子运输/能量产生和碳代谢反应的蛋白质的数量增加，或者至少是它们的特定同种型的数量增加．拟南芥幼苗的短期高温胁迫处理也影响参与光合电子传递和碳代谢的叶蛋白丰度，表明高温胁迫对糖酵解产生负面影响．3 植物响应高温胁迫下蛋白质组学存在的问题近年来，植物蛋白质组学的研究方法并没有受到很大的束缚，它为解释植物繁殖发育过程中关键事件对外界环境因素响应的分子机制提供了新的蛋白质组学证据．但是，与酵母和动物蛋白质组学的快速发现相比，植物蛋白质组学的进展相对缓慢，主要表现在4个方面：（1）受基因组背景和跨物种蛋白质鉴定技术的限制，研究对象仍主要集中在苜蓿（Medicago Sativa）、菠菜[21]1-22、拟南芥[22]1257-1267、小麦[15-16，23]、大麦（Hordeum vulgare）[24]、水稻[6，8，25]、大豆（Glycine max）[26]等几个有限的品种；（2）更多的研究集中于环境胁迫下差异表达的蛋白质，而对蛋白质翻译后修饰和蛋白质-蛋白质相互作用研究较少；（3）在基于2-DE凝胶分析差异表达蛋白的表达丰度时，缺乏严谨多样的统计分析，甚至基于2DE-MS 技术的整体策略也缺乏标准的实验设计、数据处理以及分析方案，使得比较不同研究小组报告的结果变得困难．此外，我国植物蛋白质组学研究队伍分散，技术平台薄弱．与快速发展的人类蛋白质组学相比，我国的植物蛋白质组学研究相对落后．植物蛋白质组学未来的发展方向仍是精确定量蛋白质组学技术的广泛应用和蛋白质翻译后修饰的深入研究．4 植物在高温胁迫下蛋白质组学未来的发展方向植物对高温胁迫下蛋白质组学的响应是一个非常复杂的系统，涉及信号转导、基因调控、蛋白质修饰和代谢调控等一系列细胞途径．在未来的研究发展中，重点应放在3个方面：（1）建立蛋白质调控网络，全面观察植物对高温胁迫的响应，深入研究信号调控．（2）重点研究蛋白质翻译后修饰．有证据表明，不同的翻译后修饰对高温胁迫响应具有重要影响．（3）从研究蛋白质相互作用的总体策略出发，充分利用酵母单杂交、酵母双杂交和其它新技术手段，为细胞的信号传递和蛋白质相互作用提供更直接的证据．综上所述，植物高温胁迫下蛋白质组学正处于发展阶段，随着科技创新和技术进步，会有更多与植物响应高温胁迫相关的蛋白或基因被挖掘，对提高作物抗性，培育耐高温新品种具有重要意义，为植物抗逆研究提供了理论基础和依据．参考文献：[1] 龚映雪．植物响应温度胁迫蛋白质组学研究进展[J]．安徽农业科学，2010，38（32）：18038-18040[2] Miller G，Mittler R．Could heat shock transcription factors function as hydrogen peroxide sensors in plants[J]．Annals of Botany，2006，98（2）：279-288[3] 陈忠，苏维埃，汤章城．植物热激蛋白[J]．植物生理学，2000，36（4）：289[4] Michel H，Florence T．Loss of chlorophyll with limited reduction of photosynthesis as an adaptivere -sponse of Syrian barley andraces to high-light and heat stress[J]．Australian Journal of Plant Physiology，1999，26（6）：569-578[5] 张哲，闵红梅，夏关均，等．高温胁迫对植物生理影响研究进展[J]．安徽农业科学，2010（16）：68-72[6] Han F，Chen H，Li X J，et al．A comparative proteomic analysis of rice seedlings under various high-temperaturestresses[J]．Biochimica Et Biophysica Acta Proteins & Proteomics，2009，1794（11）：1625-1634[7] Mohammadi P P，Salavati A，Ismaili A．A Comparative Proteomic Analysis of Responses to High Temperature Stress in Hypocotylof Canola（Brassica napus L.）[J]．Protein &Peptide Letters，2014，22（3）：285-299第12期许英旭，等：植物在高温胁迫下的蛋白质组学研究进展 51[8] Smruti Das，P Krishnan，Vagish Mishra，et al．Proteomic changes in rice leaves grown under open field high temperature stressconditions[J]．Molecular Biology Reports，2015，42（11）：1545-1558[9] Zhang X，Takano T，Liu S．Identification of a mitochondrial ATP synthase small subunit gene（RMtATP6）expressed in responseto salts and osmotic stresses in rice（Oryza sativa L.）[J]．Journal of Experimental Botany，2006，57（1）：193-200 [10] Kumar R R，Goswami S，Sharma S K，et al．Differential expression of heat shock protein and alteration 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heat stress-responsive mechanisms in Spinach[J]．Frontiers in Plant Science，2018，800（9）：1-22[22] Rocco M，Arena S，Renzone G，et al．Proteomic analysis of temperature stress-responsive proteins in Arabidopsis thaliana rosetteleaves[J]．Molecular BioSystems，2013，9（6）：1257-1267[23] Blum A，Klueva N，Nguyen H．Wheat cellular thermotolerance is related to yield under heat stress[J]．Euphytica，2001，117（2）：117-123[24] Wahid A，Shabbir A．Induction of heat stress tolerance in barley seedlings by presowing seed treatment with glycinebetaine[J].Plant Growth Regulation，2005（46）：133-141[25] Zhang X，Rerksiri W，Liu A，et al．Transcriptome profile reveals heat response mechanism at molecular and metabolic levels inrice flag leaf[J]．Gene，2013，530（2）：185-192[26] Gu W，Huang L，Wei J，et al．Comparative proteomics analysis of developing seed of a pre-harvest seed deterioration resistantsoybean cultivar under high temperature and humidity stress[J]．Current Proteomics，2015，12（3）：168-184。

螺旋藻中藻蓝蛋白的生理功能及其提取纯化研究进展

３荧光性
Ｃ－藻蓝蛋白包含了一个蛋白和一个发色团，当藻胆蛋白从机体中分离纯化出来后，由于已经没有邻近的受体来转化收集过来的能量，这种水溶性的亮颜色的胆蛋白就变得高度的荧光性［３］。藻胆蛋白的光谱学和结构特性使得它具有独特的定性和定量特征，如在可见光谱的广泛吸收，大的消光系数，高度的荧光量子效能，大斯托克斯位移，藻胆蛋白中多重色团之间非常小的荧光猝灭。这些特性使得藻胆蛋白在作为荧光标记时大有前途。自从在２０世纪８０年代将蛋白应用到免疫测定、单细胞分析和流式细胞仪的分离，将蛋白作为荧光探针在生物的各领域都显示了很大的前景，如将多色流式细胞技术用于细胞分析和分类等。同时，一些新的藻胆蛋白探针或共轭物的发展提高了在稀释状态下藻胆蛋白的稳定性，如ＬｉＳｕｎ等［３］曾用甲醛使亚基之间化学交联，提高了其在变性条件下的稳定性。
［１］孙庆杰．天然神经酰胺的研究与开发［Ｊ］．中国油脂，２００３，２８（２）：６０－６１
［２］蒲云峰，钟耕，张伟敏．神经酰胺的功能和应用［Ｊ］．粮食与油脂，２００５，（７）：１４－１６
［３］周全，陈国强．解脂假丝酵母中神经酰胺的鉴别和定量分析［Ｊ］．微生物学报，２００４，４４（５）：６９２－６９４
提取物与应用
螺旋藻中藻蓝蛋白的生理功能及其提取纯化研究进展
卓素珍，张虹（浙江工商大学食品生物与环境工程学院，杭州３１００３５）
摘要：藻蓝蛋白是螺旋藻的主要组成成分，它的生理功能已经得到多方面的证实。对藻蓝蛋白的结
构、抗氧化、抗炎等生理活性及其提取纯化工艺作了较为系统的综述，以期为藻蓝蛋白的进一步研

藻类蛋白质的研究概况

藻生物技术在农业中的应用

藻生物技术在农业中的应用
藻生物技术在农业中的应用主要体现在以下几个方面：
生物肥料：微藻可以作为一种独特的生物肥料。

它们富含氮、磷、钾等多种营养元素，其中藻胆蛋白是一种天然的植物生长激素，有助于植物的生长发育。

此外，微藻还具有丰富的有机酸和植物激素，可以提高土壤肥力，改善土壤结构，增加土壤水分保持能力，从而提高农作物的产量和质量。

这种肥料不仅高效环保，还可以替代传统化肥，降低对化学肥料的依赖，减少农业面源污染的风险。

饲料添加剂：微藻富含丰富的蛋白质、脂肪、矿物质和维生素等营养物质，因此可以作为饲料添加剂用于畜禽养殖中。

与传统饲料相比，微藻饲料具有蛋白质含量高、脂肪含量低的特点，可以提高畜禽的饲料转化率，降低养殖成本。

此外，微藻中的多种营养物质还可以增强畜禽的免疫力，减少疾病的发生，改善肉质和蛋品的品质，提高畜禽养殖的经济效益。

促进植株生长：海藻肥富含天然植物生长调节剂，能够促进种子萌发及植株生长。

例如，海藻液体提取物可以提高番茄种子发芽率和活力，促进早期发芽、增加株高、叶枝数和产量。

农业环境修复：藻类资源的固碳、固氮以及解磷作用，可提高土壤营养物质含量，调节土壤微生物活力，促进植物生长。

藻类细胞的生物吸附性还有助于重金属污染土壤的修复。

总之，藻生物技术在农业中具有广阔的应用前景和巨大的开发价值，有望为农业的可持续发展提供重要的支持。

如需更多信息，可以查阅生物技术或农业科学领域的文献，了解藻生物技术在农业中的最新应用进展。

螺旋藻藻蓝蛋白生理活性的研究进展

维普资讯
医学综述２００６年１月第ｌ卷第２期２
ＭｄｃｌＲｃｐｔａ，ａｕｒ０６Ｖ１１，ｏ２ｅｉｅａｉｌｔＪｎａｙ０，ｏ．２Ｎ．ａｕｅ２
螺旋藻藻蓝蛋白生理活性的研究进展
郝玮（综述）潘岭（，审校）
（北医科大学第二医院血液内科。家庄０００）河石５００中田分类号：２２７Ｒ８．１文献标识码：Ａ文章编号：０６２８（０６０ —１１３１０－０４２０）２０１－０
摘要：蓝蛋白是从海水螺旋藻中提取的海洋生物活性物质，当今海洋医药发展中研究的地Ｈ－０Ｋ５２Ｕ９７生长的影响，藻是Ｌ６、－、．３６前沿和热点。本文就近年来螺旋藻藻蓝蛋白的生理活性尤其是抗癌活性、炎、氧化、疫调节等研究显示螺旋藻藻蓝蛋白对这三抗抗免
含量高、繁殖速度快等特点。螺旋藻包括钝顶螺旋藻、极大螺
旋藻、泽螺旋藻等多种品系。含有丰富的蛋白质、肪、盐脂维
抑制ＲＷ２４７细胞株增殖作用；ＣＡ６．ＦＭ检测ＲＷ２４７细胞Ａ６．呈现凋亡表现，步认为这种凋亡是由线粒体释放细胞色素初
１２藻蓝蛋白体内抗癌实验研究１８．９２年，ｊａ先发Ｉｉ＿首ｉｍ４
现了给注射有肝肿瘤细胞的实验小鼠口服藻蓝蛋白后，鼠小

光合片层的组成

光合片层的组成
光合片层是一种位于蓝藻细胞质部分的同心环样的膜片层结构，上面规则地排列着直径约35nm左右的小体，称为藻胆蛋白体。

光合片层具有膜结构，膜上分布着光合作用的色素，包括叶绿素a和藻胆素等，具有吸收光能的作用。

蓝细菌中的光合器有原始的片层结构，是由多层膜片相叠而成的，分布在细胞质内，片层结构所包含的光合作用色素有叶绿素a、藻胆素（藻胆蛋白）和类胡萝卜素。

如需获取更具体的信息，建议查阅生物学或相关文献或咨询专业人士。

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藻胆体与藻胆蛋白研究进展摘要：蓝藻和红藻中的藻胆蛋白通过连接多肤将不同类型的藻胆蛋白按照一定的次序组合在一起,形成高度有序的超分子复合体-藻胆体,存在于光合膜的表面,作为光合作用能量吸收与传递的功能单位。

藻胆体分子量的范围介于7x106至15×106道尔顿之间, 形状及大小与藻的种类密切相关。

【1】外藻胆蛋白的分离纯化主要包括提取原料、细胞破碎法和分离纯化3个方面。

藻胆蛋白其生物活性主要表现在: 抗肿瘤活性、抗病毒活性、抗氧化和消炎活性, 提高免疫活性。

关键词：藻胆体，藻胆蛋白，分离纯化，超分子结构，能量传递，藻胆体-类囊体膜的天然架构，能量耗散机制1简介：1.1藻胆体藻胆体是由多种藻胆蛋白和连接蛋白组成的超分子蛋白复合物，含有数百个开链四吡咯发色团，分子量高达几百万道尔顿。

【2】藻胆体是红藻及蓝藻中的主要捕光天线，蓝藻和红藻通过附着在类囊体膜表面的藻胆体作为捕光复合物捕获光能并将其传递到光反应中心。

藻胆体主要有半球形和半椭圆形两种。

捕获光能并高效的传递给光反应中心PS2，种种传递给中心PS1。

PS1,PS2,PBS都在类囊体膜上，其形式与高等植物不同，光合作用过程，特别是光反应过程，是由类囊体膜上的超分子复合物实现的。

【3】藻胆体可以分为两部分：核心部分－主要由别藻蓝蛋白(APC)构成；杆状复合物－主要由藻蓝蛋白(PC)和藻红蛋白(PE)或藻红蓝蛋白构成。

【8】1.2藻胆蛋白藻胆蛋白主要存在于蓝藻、红藻、隐藻和少数一些甲藻中,其主要功能是作为光合作用的捕光色素复合体。

细菌、藻类和高等植物的光合作用的共同特征是具有很多"天线分子"，这些"天线分子"吸收光能并通过非放射性过程将激发能传递到含有叶绿素的"反应中心"，在红藻、蓝绿藻和隐藻中，藻胆蛋白就充当这种"天线分子"的角色。

因此，最初的藻胆蛋白研究主要集中在探讨其光合作用意义。

近年来发现，藻胆蛋白在食品、化妆品、医药以及生物工程领域具有广阔应用前景。

在一些藻类中藻胆蛋白也可以作为储藏蛋白,以使藻类在氮源缺乏的季节得以生存。

2 藻胆体的分类和分布已知的藻胆体主要有以下几种: ( 1) 束状藻胆体, 这种藻胆体是由六根直径为10 一12 nm ,长度为50 一70 nm 的“杆”所组成, 每根“杆”均与细胞膜内表面成固定的角形成了状似倒立三角烧瓶的束状结构。

束状结构的基部是一个性质与组成还不太清楚的圆盘形结构, 藻胆体通过这个“圆盘状结构”与细胞膜内表面结合。

这种藻胆体仅在一种特殊类型的蓝藻Gloeobacter violaceus中发现, 这种蓝藻没有类囊体结构, 所有的合作用蛋白质复合物存在于细胞膜内或者细胞膜内表面上。

（2）半盘状藻胆体, 这种藻胆体存在于蓝藻和一些单细胞红藻中, 是最常见的一种藻胆体。

它由“核心复合物”和“棒状复合物”二部分组成。

“核心复合物”是由三个圆柱体组成,每个圆柱体的直径大约为l nm , 长度约为12 nm 。

在“核心复合物”外周沿同一平面有六个“棒状复合物”呈扇形排列,每个“棒状复合物”是由2 一6 个盘状物垛叠而成, 每个盘状物的厚度为6 n m ,直径为1 一12 nm 。

(3) 半椭球形藻胆体, 这种藻胆体主要存在于一些高等红藻和蓝藻中, 紫球藻的藻胆体也是属于这种类型。

第一个被发现的藻胆体就是紫球藻藻胆体, 所以这种藻胆体研究得最深人它的大小为40 x l9x 28 n m , , 也是由“核心复合物”和“棒状复合物”二部分组成。

大约10 一12 根“棒状复合物”呈放射状排列在“核心复合物”外周。

(4) 双圆桶状(Bieylindrieal) 藻胆体, 这种藻胆体仅在红藻Griffithsia pacifica发现, 它的大小大约是6 3 x 3 8 ×3 8 nm。

用不同光质的光处理蓝藻Phormidium sp.C86 细胞可以诱导产生两种不同类型的藻胆体。

在红光下生长的细胞中可以分离得到半盘状藻胆体, 这种藻胆体的异藻蓝蛋白与C一藻蓝蛋白的摩尔比为1 : 4 . 5 , 但不含藻红蛋白; 而在绿光下, 胞中的藻胆体则变为半椭球形, 藻胆体的异藻蓝蛋白、C- 藻蓝蛋白和藻红蛋白的摩尔比为l : 1 :6 . 8 , 其主要组分是藻红蛋白; 当细胞生长在白光下时,则既有半盘状藻胆体, 也有半椭球形藻胆体, 而且还有介于二者之间的“中间类型”存在。

研究表明, 在许多藻类中, 藻胆体“棒状复合物”的组成往往与培养条件有关, 这些培养条件包括光强、温度、Cq 浓度和氮源等。

根据不同光质下, 细胞内藻胆体组分的变化, 可将蓝藻分为三大类, ( 1) 在任何光质下, 藻胆体的组分均不发生变化; ( 2) 在不同光质下, 细胞内仅藻红蛋白的表达有差异, 其它组分不变; (3) 在不同光质下,藻红蛋白和藻蓝蛋白的相对浓度发生变化,例如细胞生长在红光下, 可以诱导藻蓝蛋白的积累, 而使藻红蛋白含量减少; 如果细胞生在绿光下, 藻胆蛋白相对含量的变化正好与红光相反。

【1】3 藻胆体的组分和结构特性3.1 藻胆体组成藻胆体可以分为两部分：核心部分－主要由别藻蓝蛋白(APC)构成；杆状复合物－主要由藻蓝蛋白(PC)和藻红蛋白(PE)或藻红蓝蛋白（PEC ）构成，不同的藻胆蛋白分子间依靠连接多肤相互连接。

3.2 藻胆蛋白分类已知的藻胆蛋白主要可以分为以下４大类：1，藻红蛋白(Phycoerythrin,PE) 2、藻蓝蛋白(Phycocyanin,PC) 3、藻红蓝蛋白(Phycoerythrocyanin,PEC) 4、别藻蓝蛋白(Allophyxoxyanin,APC) 。

红藻中的藻红蛋白和藻蓝蛋白分别被称为RPE 和RPC ，蓝藻中的藻红蛋白和藻蓝蛋白分别被称为CPE 和CPC 。

3.3 连接方式“ 棒状复合物” 是由C 一藻蓝蛋白(CPC) 和4种连接多肤所组成。

这个棒状复合物的分子排列次序为: L R9一CPC-L R30一CPC-L R33一 CPC-L R27“ 核心复合物” L R9的主要功能在于它能保持“ 棒状复合物’ 长度的均一性, 它的结合位点可能是CPC-L R30复合物中远离“ 核心复合物” 的那一端。

在体外纯化的连接多肤可与藻蓝蛋白六聚体形成复合物, 甚至可形成聚集体。

同时还发现连接多肤可使藻蓝蛋白的吸收光谱和荧光光谱红移, 而且离“ 核心复合物” 越远, 连接多肤和藻蓝蛋白复合物的光谱红移程度越大, 这种逐步红移现象有利于分子间的能量传递。

连接多肤仅在决定“棒状复合物”长度方面起重要的作用, 对藻胆蛋白的光谱特性影响较小。

同时连接蛋白在决定藻胆体“棒状复合物”的生物组装方面也起着重大的作用。

到目前为止，多种藻胆蛋白的晶体结构已经得到解析，藻胆蛋白由两种亚基（α和β）组成，圆盘状，中央有一空洞。

三聚体(αβ)3，圆盘直径11nm，孔径6nm，厚度3nm；六聚体(αβ)6, 圆盘直径11nm孔径6nm，厚度6nm。

“核心复合物”通常是由三个圆柱体构成。

每个圆柱体主要是由三聚体的异藻蓝蛋白(APC) 和连接多肤组成。

连接蛋白是连接杆内藻胆蛋白之间、杆与核之间、核内不同的别藻蓝蛋白之间以及核与光系统之间的蛋白，位于藻胆蛋白多聚体的中央孔洞内。

4 藻胆蛋白的分离纯化外藻胆蛋白的分离纯化主要包括提取原料、细胞破碎法和分离纯化3个方面。

藻胆蛋白的提取原料主要来自于红藻和蓝藻; 细胞破碎的方法主要有反复冻融法、化学试剂处理法等5种方法; 提取的方法主要有盐析法等3种; 分离纯化的方法主要有层析法等3种。

【4】4.1 提取原料藻胆蛋白的提取原料来自于红藻和蓝藻提取藻胆蛋白的原料不同, 藻胆蛋白的含量也有所不同, 要根据自己的试验需要选择合适的原料进行提取, 才能得到较高的得率。

4.2 细胞破碎藻胆蛋白属于胞内蛋白质, 要提取分离藻胆蛋白, 首先必须要破坏藻类细胞的细胞壁、细胞膜, 使藻胆蛋白以溶解的状态释放出来, 并保持其活性。

传统的细胞破碎法有反复冻融法和超声波破碎法。

使用反复冻融法时结冰时间和结冰、溶解次数对藻胆蛋白的提取量有重要影响。

一次冷冻8 h以上或4h重复冻融2次后, 其色素蛋白含量趋于稳定,该法操作简单、方便, 适用于实验室中少量藻体材料的处理。

超声波破碎发常作为辅助方法, 还须与其它方法合用以最大限度破碎细胞, 且超声波破碎细胞产热较大, 易引起藻胆蛋白的变性, 多用在实验室操作。

此外常用的细胞破碎方法还有组织捣碎法，化学试剂处理法，渗透压破碎法，高压匀浆法，液氮研磨法等。

【5】4.3 分离纯化传统的藻胆蛋白分离纯化多是提取后的藻胆蛋白经过一系列的层析柱组合分离纯化藻胆蛋白。

近年来, 还出现了一步层析法、利凡诺法和双水相萃取法等新的分离纯化手段。

常用的层析方法主要有吸附层析法，凝胶层析法，离子交换层析法等。

双水相萃取法具有操作步骤少, 时间短, 回收率高等优点, 同时能使藻胆蛋白在一相中浓缩, 并且得到的藻胆蛋白纯度较高。

利凡诺沉淀法能避免层析等繁杂步骤, 提高效率。

5 藻胆蛋白间的能量传递由大量光谱和生物化学研究表明藻胆体由周边到核心形成一系列递减的能量阶梯, 从而可使吸收的能量高效地传到光反应中心。

利用时间分辨光谱方法可以定量描述能量在杆中传递的动力学特征. 利用化学键连方法合成了藻胆体杆模型复合物, 通过稳态荧光光谱测得能量RPE到CPC 的传递效率为88%.皮秒级时间分辨的荧光光谱证明能量传递的时间常数约为80ps。

【6】藻胆体复合物的能量传递过程可用以下图示表示【7】藻胆蛋白包含大量的赖氨酸残基，B-PE分子含有约85个赖氨酸残基，而APC含36个。

通过这些赖氨酸残基侧链，藻胆蛋白可与其它生物大分子相偶联。

常用的方法是使用异双功能试剂（如SPDP等）与待偶联的大分子反应，使其衍生化；以吡啶二硫化物使藻胆蛋白巯基化，再将两者按一定比例混合并温育，得藻胆蛋白共价偶合物。

在提纯藻胆蛋白偶联产物时，凝胶过滤不失为一种有效手段。

以琼脂糖凝胶为填料的层析柱，其分离效果就很理想。

此外，基于羟基磷灰石的离子交换色谱也较为实用。

6 应用及展望6.1藻胆体和藻胆蛋白的应用藻胆体和藻胆蛋白可以作为天然色素应用于食品、化妆品和染料等。

同时还可以开发为药品和保健品。

制成荧光试剂，用于临床医学诊断、免疫化学和生物工程等，藻胆蛋白作为荧光标记物具有以下优点：稳定性好，易保存，PH4—11光谱无明显的变化，色基多，吸光能力强，荧光量子产量高，BPE荧光强度为荧光素的14.5倍。

荧光位于橙红光区（550-700nm），背景光干扰少，斯托克位移大，荧光素＜30nm，藻胆蛋白≥80nm，等电点在PH4.7-5.3，在生理溶液中带负电荷，非特异性吸附极少，天然生物大分子不淬灭其荧光，分子表面-SH，-NH2等活性基团多，易交联等。