光系统II CP43组装中间体复合物的能量耗散效率

抽象的

在产氧生物中，光系统II是一个大型的膜结合色素蛋白复合物，其周转速度很快。在其生物合成过程中，会形成多种组装中间体，包括CP43预组装复合物（pCP43）。为了解pCP43中的能量转移动力学，我们首先在缺乏CP47的蓝藻集胞藻6803菌株中构建了一个带有His标签的CP43。从该工程菌株中分离出的pCP43被用于先进的光谱分析，以评估其激发能量耗散特性。这些分析包括稳态吸收光谱和荧光发射光谱的测量，并用Stepanov关系检验了二者之间的相关性。荧光激发光谱和吸收光谱的比较表明，β-胡萝卜素到叶绿素a的能量转移效率为39%。我们使用条纹相机记录了pCP43结合的叶绿素a的时间分辨荧光图像，并通过全局拟合评估了荧光衰减动力学。这些结果表明，衰减动力学强烈依赖于温度和用于分散蛋白质样品的缓冲液，荧光衰减寿命估计在3.2-5.7 ns的时间范围内，具体数值取决于实验条件。此外，还利用飞秒和纳秒时间分辨吸收光谱技术，在叶绿素a和β-胡萝卜素激发下研究了pCP43复合物，以揭示单线态激发弛豫/衰减、叶绿素a三线态动力学以及叶绿素a→β-胡萝卜素三线态敏化过程的途径。后者表明，pCP43复合物中的叶绿素a三线态不能被类胡萝卜素有效猝灭。最后，对β-胡萝卜素三线态数量上升的详细动力学分析确定，类胡萝卜素三线态敏化的时间常数为40 ns。.