藻膽色素

藻膽色素

藻膽色素是一種生物化學品,是血紅蛋白的分解產物。位於細胞膜的外膜下面呈一連續層;但大多數是位於類囊體(thylakoids)的膜層中,類囊體的外層表面分布有不連續的顆粒體,稱藻膽(蛋白)體(phycobilisomes),內含藻膽蛋白。其光合作用過程通常情況下包括光合系統工和Ⅱ,並產02;但有硫化物存在時,許多藍細菌也像厭氧的紫色光合細菌那樣,只利用系統I進行不產氧的光合作用。從營養和代謝來看,藍細菌屬於光能自養型生物,有少數海洋藍細菌要求維生素B12。

構成

(圖)藻膽色素

膽色素是血紅蛋白的分解產物,是由4個吡咯核和3個碳原子結合起來、在兩端具有2個羥基的一系列4吡喃衍生物的總稱。根據碳原子的雙鍵數目可分為O的後原膽色素原(belane,如尿後膽色素原),1的甲川膽色素(bilene,如糞後膽色素),2的二甲川膽色素(biladiene,如膽紅素),3的三甲川膽色素(bilatriene,如膽綠素)。血紅蛋白在血紅素加氧酶(hemeoxikinase)的作用下,生成膽綠素,繼續還原成膽紅素。膽紅素其側鍵的4,5丙炔酸基(propynoic acid)上和葡糖苷酸結合後進入膽汁,在腸道內成為尿膽色素和尿膽色原而排出,但也有重新吸收返回肝臟的。另外一部分進入大循環從腎經尿排出。糞的顏色是由於膽紅素經腸內細菌還原生成糞膽色素原,再氧化成糞膽色素所致。在糞中排出的尿膽色素原,氧化後變成尿膽色素呈黃色。通常在血液中也含少量膽色素,但因某種原因可大量出現而呈黃疸。此外,已知有數種膽色素系統的物質,如海鷗卵殼的綠色膽綠素、海藻的藻紅蛋白(phycoerythrin)、藻青蛋白(phycocya-nin),蝶的蝶綠蛋白(pteroverdin),存在於昆蟲體液中的中膽綠素(認為是葉綠素的分解產物)等。

生化性質

藻膽色素藻膽色素
phycobilisome 在藍藻和紅藻中,其藻膽色素蛋白在活體內以蛋白顆粒狀態存在,規則地排列在類囊體的外面,其所捕獲的光能可以傳給與類囊體膜內的蛋白結合的葉綠素a。此藻膽色素蛋白的聚合體,稱為藻膽蛋白體。這是E.Gantt和S.F.Conti(1966)用電子顯微鏡觀察紫球藻時發現的。是藻膽色素蛋白六聚體10至30個聚到一起而成的蛋白顆粒,別藻藍蛋白六聚體六個單位形成核心,再呈輻射狀,最多可排列六條,並由藻藍蛋白和藻紅蛋白六聚體3-4個單位形成棒狀聚合體。通過別藻藍蛋白即核心部分與類囊體結合,並且在各輻射狀棒有藻藍蛋白,通過藻藍蛋白部位與別藻藍蛋白核心結合。所以藻紅蛋白和藻藍蛋白的激發能,可通過別藻藍蛋白而傳遞給類囊體的葉綠素a.大小因藻的種類的不同而有一定差異,為直徑32- 70nm的半圓形圓盤狀(厚12-40nm),以50- 100nm的間隔在類囊體膜表面呈規則排列。藻膽蛋白體為光系統Ⅱ的光能獲取系統,但其獲取的能量也能通過光系統Ⅱ葉綠素a而傳遞於光系統Ⅱ,所以說它是藍藻、紅藤光合作用的主要光能獲取系統。

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