不产氧光合细菌是研究光合作用最为深入的一个类群。太阳能主要由光合元件外周捕光复合体（LH2）吸收，并通过中心捕光复合体（LH1）传递到反应中心（RC）进行光能的转化。不产氧光合细菌的LH2呈现高度多样性，但其结构、性质以及功能之间的关系，还未见系统报道。另外，类胡萝卜素丰度多样，类胡萝卜素取代基、极性和共轭长度的差异与LH2结构和功能关系的研究还缺乏系统研究。针对上述问题，本课题选用Rhodobacter.azotoformans(Rho.azotoformans)和Rhodopseudomonas palustris(Rps.palustris)为研究材料，主要采用蛋白质层析技术和光谱法、结合分子间相互作用的动力学和热力学分析，系统研究了这两株菌LH2的纯化条件、色素组分、性质和能量传递效率；脱辅基蛋白与辅因子Car和细菌叶绿素（BChl）分子的相互作用；光照强度与外源物质对LH2类型及其Car的调控；Car复合组分对LH2能量传递的调控机制。主要研究结果如下：　　1．采用不同的膜蛋白分离策略，系统研究了Rba.azotoformans和Rps.palustris色素蛋白复合体的纯化方法。在破壁条件、表面活性剂种类和浓度、粗分级方法和条件、细分级条件等方面进行了选择和优化，获得2个菌株中色谱纯和光谱纯的PPC；硫酸铵盐析结合离子交换层析可以得到不同光谱类型的PPC；超离结合离子交换层析可以得到PPC，操作简便，但对于纯化多拷贝pucBA表达形成的LH2较难实现；LDAO用于增溶膜蛋白，可以达到较好的增溶效果；在Bradford蛋白定量法的基础上进行修正，消除了Car和BChl对PPC蛋白定量的干扰，达到简便易行测定蛋白含量的效果；采用冷冻干燥法浓缩样品，以12％浓度分离胶电泳，上样浓度为6-9μg/μL，得到电泳纯的PPC，包括2种LH2，2种RC和2种RC-LH1。　　2．Rba.azotoformans LH2（A-LH2）和Rps.palustris LH2（P-LH2）色素组分分析表明：A-LH2含有2种BChl，BChl aP和BChl aDHGG，1种Car，球形烯。P-LH2含有4种BChl，BChl aP、BChl aGG、BChl aTHGG和BChl aDHGG和4种Car，3,4-双脱氢紫菌红素乙、紫菌红素乙、脱水紫菌红醇和番茄红素。通过温度、pH、SDS和光照的作用动力学过程的分析，揭示了两种复合体性质的差异。在不同条件下，P-LH2比A-LH2表现出更强的稳定性。通过调节SDS浓度和pH获得两种B800缺失LH2。通过B800 BChl的脱除，获得了两类Rps.palustrisB800 BChl解离的LH2，为异质性LH2的分离提供了新的思路。　　3．光照强度对 LH2调控研究表明：随着光照强度的降低，光合生长受到抑制，细胞的生长速率降低，LH2中结合Car的种类和含量发生变化，以提高捕光效率。Rps.palustris CQV97合成LH4以适应光强。Rba.azotoformans具有独特的适应光强机制，包括：合成了LH3，触发Rhodobacter中鲜有报道的螺菌黄质途径Car的合成并结合在LH3中。LH3中的Car采取扭曲构象，提高了LH3的能量传递效率。通过全基因组中puc和crt的分析，进一步确定Rba.azotoformans独特的适应光强能力具有物质基础。　　4．通过在培养基中添加不同浓度二苯胺，研究二苯胺对细胞生长和Car合成的抑制规律，并获得Car部分缺失的LH2。球形烯和3,4-双脱氢紫菌红素乙分别在Rba.azotoformans和Rps.palustris菌株中的相对含量，随着DPA浓度的增大而明显增加。在75μmol/L和100μmol/L的DPA浓度下，分别纯化到Car缺失率为60-70%的P-LH2和A-LH2。室温下、10mmol/L Tris-HCl-0.1%LDAO缓冲液（pH8.0）体系中，通过反复超声孵育，不同共轭体系的Car与部分缺失Car的LH2发生自组装，组装效率在24%-33%之间；重组LH2的能量传递效率，随着重组Car的共轭体系增加而降低，基本与现行观点相符。但在P-LH2中，紫菌红素乙重组后，使重组LH2的能量传递效率有较大提高，表明Car之间的互作影响能量传递效率。　　综上所述，本文通过Rba.azotoformans和Rps.palustris LH2稳定性分析，揭示了两种LH2的结构紧密度的差异，前者结构紧密而后者结构松散，为紫色非硫细菌不同物种在特殊环境下的适应性提供理论基础。首次在Rhodobacter中分离到LH3，并阐释了Rba.azotoformans独特的低光强适应机制，为异常光谱与结构和功能之间的关系的研究增加了新的内容。提出复合Car间的相互作用和构象对于LH2性质与能量传递效率的影响规律，并通过不同共轭体系Car和LH2的组装得到了实验证据。