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光合作用是地球上最重要的化学反应,它主要发生在叶绿体的类囊体膜上。光能是整个光合作用反应的驱动力,因此光能的捕获和传递过程将会直接影响整个生物体的光合作用表现。在高等植物中,光系统II(PSII)的大量捕光色素蛋白复合体(LHCIIb)作为最主要的、含量最多的光能捕获和传递器官,在光合作用过程中发挥着极其重要的作用。经过数十年的研究,认为LHCIIb主要的功能有以下四个方面:捕获和传递光能、光保护和过剩能量耗散、调节光能在两个光系统中分配和维持类囊体膜的结构。同时对其空间结构也在2.72?的水平上进行了解析,发现每个单体含有14个叶绿素分子(Chl),其中8个叶绿素a(Chl a)和6个叶绿素b(Chl b),2个黄体素(Lut),一个新黄质(Neo)和一个紫黄质(Vio),3个跨膜α-螺旋和2个双亲α-螺旋。尽管目前对其空间结构和基本功能有了初步的了解,但以往研究均是对LHCIIb的三个色素蛋白复合体(Lhcb1、Lhcb2和Lhcb3)的混合研究,而关于Lhcb1、Lhcb2和Lhcb3各自的氨基酸组成、色素组成、各种光谱性质和稳定性研究还处于起步阶段。对Lhcb1、Lhcb2和Lhcb3各自的特性研究可以使我们更加深刻地理解LHCIIb的结构和功能。本论文首先利用RT-PCR技术从豌豆(Pisum sativum L.)中提取了编码大量捕光色素蛋白复合体的三个脱辅基蛋白基因,分析了它们编码蛋白的氨基酸序列,并系统地研究了三个蛋白与其他物种中的三个蛋白之间的亲缘关系;然后在体外进行了成功的表达和与色素重组,进而对重组LHCIIb的色素组成及光谱特征进行了系统地对比和研究。实验结果表明,Lhcb1和Lhcb3的保守性高于Lhcb2,且Lhcb3最高,Lhcb1和Lhcb2的蛋白序列相似程度高于Lhcb3;Lhcb1同质三聚体的Neo含量和α-螺旋含量高于Lhcb1单体,Lhcb2单体和Lhcb3单体的α-螺旋含量高于Lhcb1单体;与Lhcb1单体和Lhcb2单体相比,Lhcb1同质三聚体和Lhcb3单体的荧光发射光谱明显红移,与核心复合物的光谱特征更加接近,这一区别可能更加有利于能量向核心传递;吸收光谱中表明,Lhcb1和Lhcb2存在两个Chl a吸收峰,根据分析超快吸收得到的模型(Amerongen & Grondelle,2001),这两个吸收峰可能代表Chl a的两个吸收中心。在对LHCIIb各种基本特性研究的基础之上,本论文使用三氟乙酸(TFA)、