藻胆色素

化合物

藻胆色素是一种生物化学品,是血红蛋白的分解产物。位于细胞膜的外膜下面呈一连续层;但大多数是位于 类囊体 (thylakoids)的膜层中,类囊体的外层表面分布有不连续的颗粒体,称藻胆(蛋白)体(phycobilisomes),内含 藻胆蛋白 。其光合作用过程通常情况下包括光合系统工和Ⅱ,并产02;但有 硫化物 存在时,许多 蓝菌门 也像 厌氧 的紫色光合细菌那样,只利用系统I进行不产氧的光合作用。从营养和代谢来看,蓝细菌属于光能自养型生物,有少数 海洋蓝 细菌要求 维生素 B12。

构成

胆红素 是血红蛋白的分解产物,是由4个 吡 咯核和3个碳原子结合起来、在两端具有2个 羟 基的一系列4 吡喃 衍生物的总称。根据碳原子的双键数目可分为O的后原 胆色素原 (belane,如尿后胆色素原),1的 甲川胆色素 (bilene,如粪后胆色素),2的二甲川胆色素(biladiene,如 胆红素 ),3的三甲川胆色素(bilatriene,如 胆绿素 )。血红蛋白在血红素加氧酶(hemeoxikinase)的作用下,生成胆绿素,继续还原成 胆红素 。胆红素其侧键的4,5 丙炔酸 基(propynoic acid)上和葡糖 酸结合后进入胆汁,在肠道内成为尿胆色素和尿胆色原而排出,但也有重新吸收返回肝脏的。另外一部分进入大循环从肾经尿排出。粪的颜色是由于胆红素经肠内细菌还原生成粪 胆色素原 ,再氧化成粪胆色素所致。在粪中排出的尿胆色素原,氧化后变成尿胆色素呈黄色。通常在血液中也含少量胆色素,但因某种原因可大量出现而呈黄疸。此外,已知有数种 胆色素 系统的物质,如 普通海鸥 卵壳的绿色 胆绿素 、 海藻 的 藻红蛋白 (phycoerythrin)、藻青蛋白(phycocya-nin),蝶的蝶绿蛋白(pteroverdin),存在于昆虫 体液 中的中胆绿素(认为是叶绿素的分解产物)等。

生化性质

phycobilisome 在 蓝藻 和 红藻 中,其藻胆色素蛋白在活体内以蛋白颗粒状态存在,规则地排列在 类囊体 的外面,其所捕获的光能可以传给与类囊体膜内的蛋白结合的 叶绿素a 。此藻胆色素蛋白的聚合体,称为 藻胆蛋白 体。这是E.Gantt和S.F.Conti(1966)用电子显微镜观察 紫球藻 时发现的。是藻胆色素蛋白六聚体10至30个聚到一起而成的蛋白颗粒, 别藻蓝蛋白 六聚体六个单位形成核心,再呈辐射状,最多可排列六条,并由藻蓝蛋白和 藻红蛋白 六聚体3-4个单位形成棒状聚合体。通过别藻蓝蛋白即核心部分与类囊体结合,并且在各辐射状棒有藻蓝蛋白,通过藻蓝蛋白部位与别藻蓝蛋白核心结合。所以藻红蛋白和藻蓝蛋白的激发能,可通过别藻蓝蛋白而传递给 类囊体 的 叶绿素a .大小因藻的种类的不同而有一定差异,为直径32- 70nm的半圆形圆盘状(厚12-40nm),以50- 100nm的间隔在类囊体膜表面呈规则排列。藻胆蛋白体为光系统Ⅱ的光能获取系统,但其获取的能量也能通过光系统Ⅱ叶绿素a而传递于光系统Ⅱ,所以说它是 蓝藻 、红藤光合作用的主要光能获取系统。

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