衣俊杰,臧晓南,张学成**,袁定阳,赵炳然,唐 俐

(1.中国海洋大学海洋生命学院,山东青岛266003;2.国家杂交水稻工程技术研究中心,湖南长沙,410125)

藻胆蛋白是广泛存在于蓝藻、红藻、隐藻和少数甲藻中的一类光合作用捕光色素蛋白,光吸收区位于蓝绿光区,能够利用高等植物不能吸收的光能并传递到光合作用反应中心[1]。根据藻胆蛋白吸收光谱性质的差异,可将其分为四大类藻红蛋白(Phycoerythrin)、藻蓝蛋白(Phycocyanin)、藻红蓝蛋白(Phcoerycyanin)和异藻蓝蛋白(Allophycocyanin)。藻胆蛋白是一类寡聚体蛋白,基本结构单位是α亚基和β亚基,每个亚基接连着1～4个色基,使藻胆蛋白具有特定的吸收光谱[2]。

藻胆蛋白中的色基称为藻胆素,是1种具有开链四吡咯结构的化合物。目前在蓝藻中研究的比较清楚的藻胆素共有4种,分别是藻红胆素(Phycoerythrobilin,PEB)、藻蓝胆素(Phycocyanobilin,PCB)、藻尿胆素(Phycourobilin,PUB)和藻紫胆素(Phycoviolobilin,PVB)[3]。藻胆素通过硫醚键与脱辅基蛋白的半胱氨酸残基交联而共价结合在脱辅基蛋白上形成藻胆蛋白。藻蓝蛋白只含有藻蓝胆素这一种色基,分别位于α-84位、β-82位和β-153位。

色基与脱辅基蛋白的结合一般需要相应的藻胆色素裂合酶催化。现已研究证明裂合酶CpcE和CpcF在合适的条件下催化PCB特异性的连接到藻蓝蛋白α亚基的合适位点形成正确的连接产物[3-4]。Tooley A J.等[5]克隆了Synechocystis sp.PCC 6803的藻蓝蛋白α亚基基因cpc A、催化脱辅基蛋白与色基结合的裂合酶基因cpc E和cpc F,以及催化藻蓝胆素生成的铁氧蛋白氧化还原酶基因pcy A和亚铁血红素氧化酶基因hox1,在大肠杆菌内实现了藻蓝胆素的生物合成和具有荧光活性的藻蓝蛋白α亚基的生物合成。……