紫色光合细菌捕光天线聚集态和环境因素对激发态动力学的影响

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21173265
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    61.0万
  • 负责人：
    张建平
  • 依托单位：
    中国人民大学
  • 学科分类：
    B0304.化学动力学
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

紫色光合细菌的捕光天线蛋白（LH1、LH2）起着高效捕获低能量密度太阳光的作用；最近的原子力显微以及冷冻电镜研究表明，这些天线蛋白在光合膜中聚集成大小不等的纳米畴区。本申请项目拟通过飞秒时间分辨吸收/荧光光谱以及相应的各向异性动力学手段，对比研究溶液中分离的天线蛋白（in vitro）中和载色体膜（Chromatophore）中聚集态的天线蛋白（in vivo），考察它们的激发态能量传递动力学过程，揭示天线蛋白的聚集状态对捕光、传能的影响规律；并将进一步考察温度、金属离子等环境因素对天线蛋白激发态动力学的影响。研究结果有助于深入认识天然光合作用体系高效利用光能的机制，并可为设计和优化人工模拟体系提供新思路。

结项摘要

Thermochromatium (Tch.) tepidum是上世纪80年代发现于美国黄石国家公园的嗜热紫色光合细菌，生长于48-50 ºC温泉中。Tch. tepidum具备令人瞩目的高耐热性并且能够利用长波近红外光进行光合作用，揭示其关键光合膜蛋白—外周捕光天线(LH2)以及内周捕光天线(LH1)与反应中心(RC)组成的核心复合物(LH1-RC)—的结构-功能关系具有重要科学意义。本项目旨在通过飞秒超快光谱并结合理论计算手段研究上述关键光合膜蛋白和载色体(Chromatophore)的激发态能量传递过程，考察蛋白和色素聚集状态以及生理环境等因素对激发态能量传递过程的影响。为了与嗜热菌Tch. tepidum对照，我们采用常温(28-30 ºC)生长的紫色光合细菌Rhodobacter (Rba.) sphaeroides 2.4.1的相关膜蛋白作了对比研究。此外，我们还研究了起着辅助捕光和光保护功能的类胡萝卜素的激发态性质和自由基反应动力学。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（5）
专利数量（0）
Metal cations modulate the bacteriochlorophyll-protein interaction in the light-harvesting 1 core complex from Thermochromatium tepidum
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    2012-07-01
  • 期刊：
    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOENERGETICS
  • 影响因子：
    4.3
  • 作者：
    Kimura, Yukihiro;Inada, Yuta;Ohno, Takashi
  • 通讯作者：
    Ohno, Takashi
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  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
    CHEMICAL PHYSICS LETTERS
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Li, Li;Hu, Feng;Zhang, Jian-Ping
  • 通讯作者：
    Zhang, Jian-Ping
Regeneration of beta-Carotene from the Radical Cation by Tyrosine and Tryptophan
酪氨酸和色氨酸从自由基阳离子再生 β-胡萝卜素
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Journal of Physical Chemistry B
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Han, Rui-Min;Lyu, Ming-Kuan;Zhang, Jian-Ping;Skibsted, Leif H.
  • 通讯作者：
    Skibsted, Leif H.
All-atom structures and calcium binding sites of the bacterial photosynthetic LH1-RC core complex from Thermochromatium tepidum
来自 Thermochromatium tepidum 的细菌光合 LH1-RC 核心复合物的全原子结构和钙结合位点
  • DOI：
    10.1007/s00894-014-2287-4
  • 发表时间：
    2014-05
  • 期刊：
    Journal of Molecular Modeling
  • 影响因子：
    2.2
  • 作者：
    Wang, Peng;Wang, Peng;Zhang, Jian-Ping;Zhang, Jian-Ping
  • 通讯作者：
    Zhang, Jian-Ping
White-light continuum probed femtosecond time-resolved absorption spectroscopic measurement of beta-carotene under high pressure
高压下白光连续探测飞秒时间分辨吸收光谱测量 β-胡萝卜素
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Chemical Physics Letters
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Su, Wen-Hui;Zheng, Zhi-Ren;Zhang, Jian-Ping;Wu, Wen-Zhi;Li, Ai-Hua;Zhang, Wei;Huo, Ming-Ming;Liu, Zhi-Guo;Zhu, Rui-Bin
  • 通讯作者：
    Zhu, Rui-Bin

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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