不产氧光合细菌一直是阐明光合作用机理的良好模型生物。光合作用过程中光能吸收、传递和转化是由光合膜上不同类型的色素蛋白复合体（PPC）分工协作完成，其中捕光色素蛋白复合体（LH）主要完成光能的吸收和激发能的传递，相对于核心捕光色素蛋白复合体（LH1）而言，外周捕光色素蛋白复合体的数量及光谱类型存在多样性。目前报道有3种光谱类型不同的外周捕光复合体，包括典型LH2（B800-850，T-LH2）、LH3（B800-820）和LH4（B800或B800-850-low）。　　我们前期研究发现，固氮红细菌（Rhodobacter azotoformans）R7活细胞吸收光谱类胡萝卜素（Car）区呈现一个额外423nm吸收峰，并纯化获得一种不同于T-LH2的外周捕光复合体：除在800nm和850 nm有特征吸收峰外，在423nm处还有一个较强吸收峰，命名为U-LH2。普遍认为，423nm吸收峰位于Car区域，是由Car积累所导致。本文主要阐明423nm吸收峰产生的生理条件、物质基础以及引起423nm吸收峰物质对U-LH2结构与功能的影响。主要从以下几方面开展系统研究：通过优化条件获得菌株产生423nm吸收峰的环境因素；通过对全色素组分比较，探求引起423nm吸收峰的物质基础；进一步通过色素与蛋白相互作用研究，确证引起423nm吸收峰的物质是合成细菌叶绿素a（BChl a）前体物质-镁原卟啉Ⅸ单甲基酯（MPE），而不是Car；通过对U-LH2和T-LH2的结构、功能和稳定性等的比较分析，阐明引起423nm吸收峰物质结合对LH2结构和功能的影响；还进一步探求了Car结构与LH2能量传递效率的关系和规律。主要研究结果如下：　　R7细胞可在3000lux光照厌氧条件下，在乙酸钠-琥珀酸钠培养基（SS）产生423nm吸收峰，而在乙酸钠-酵母粉培养基（YE）中不产生423nm吸收峰。在SS培养基中，R7菌株生长周期延长，生物量也降低，胞外pH变化较小。全色素分析表明，SS和YE条件下，R7菌株均积累细菌叶绿素（BChl）a的2种衍生物，Car组分也无差异，所不同的是SS条件下R7菌株还大量积累一种含有415nm吸收峰的BChla前体物质-MPE，提示423nm吸收峰与MPE积累相关，而不是由Car积累所导致。进一步通过MPE与菌体蛋白相互作用研究证实，423nm吸收峰由MPE积累所致。　　分别采用硫酸铵盐析和蔗糖密度梯度离心结合离子交换层析方法对Rba. azotoformans R7菌株色素蛋白复合体（PPC）进行分离纯化。结果表明，在常规培养条件下，硫酸铵盐析结合离子交换层析能纯化获得多种光谱类型的PPC，而且还能获得低丰度光谱类型的PPC。SS条件下，光合膜及膜片全色素提取液中具有423nm和415nm特征峰，说明MPE能够结合到光合膜上。SS条件下，胞内光合膜含量（A880/A660衡量）和LH2/LH1的摩尔比均较低，与光合生长下降相对应。采用吸收光谱法、硫酸铵盐析和DEAE柱层析等方法分离纯化PPC，获得了有和无423nm吸收峰的RC和LH2。以无423nm吸收峰LH2（T-LH2）为参照，对具有423nm的LH2（U-LH2）中蛋白亚基、色素组分等进行了详细的分析，表明在T-LH2中额外积累MPE。MPE与BSA、T-LH2脱辅基蛋白和T-LH2进行体外相互作用，表明MPE可以与T-LH2脱辅基蛋白和T-LH2结合，MPE吸收峰由游离时的415nm红移至423nm，证实了LH2中423nm的异常吸收峰是由MPE引起的。结果表明MPE不仅分布在光合膜上还可以结合到PPC上。　　稳态荧光光谱测定结果显示，U-LH2具有捕获光能和传递能量的活性，但与T-LH2相比，能量传递效率降低。拉曼光谱表明2种LH2中结合Car类型相同，2种LH2中结合Car构象均为较伸展的平面构象。以类胡萝卜素和BChla特征吸收峰变化为指针比较分析了不同酸性pH值、碱性 pH值、SDS浓度和温度等对2种LH2结构稳定性的影响。结果表明MPE的结合对LH2的结构产生了一定的影响：对酸性pH值、碱性pH值的抗性降低；对B800和B850的SDS抗性产生不同的影响，B800抗性增加，B850抗性下降；对高温的抗性增强。　　3种共轭长度和取代基不同的Car均能与部分缺失Car的LH2（LC-LH2）进行体外自组装，Car组装率约在24.0％～29.4%之间，其中SE和OK的组装率高于RP。重组Car在重组LH2中也呈现较为伸展的平面构象。重组LH2中能量传递效率与Car共轭体系大小成反相关关系，而与Car极性大小没有明显的关系。表明Car共轭长度仍是决定和影响LH2中Car-BChl能量传递效率的主要因素，而Car的取代基和极性影响较小。