美国科学家在二十世纪七十年代发现了第一种光合绿丝菌Chloroflexus aurantiacus,之后的科学家逐渐发现这类光合细菌具有许多奇特有趣的性质——尽管它们具有类似于高等植物和蓝细菌的Ⅱ型光合反应中心,但其外周捕光天线却与绿硫细菌(其反应中心为Ⅰ型)一样具有绿小体,但是与其它光合系统的区别在于蛋白质在其中的作用尚待阐明。随后,欧洲科学家研究发现,这种嗜热光合细菌的营养方式多种多样,既可以在厌氧条件下进行光合异养或光合自养,也可以在有氧条件下进行有机异养。88257
早期的传统电镜研究结果表明,不同于一般细胞器被膜是脂质双分子层的双层膜,绿小体的被膜厚度只有3 nm (Staehelin et al。 1980)。通过分子计算,人们发现绿硫细菌的模式种Chlorobaculum tepidum的绿小体的脂类含量不够完全覆盖其表面,这就意味着绿小体的被膜组分中的90%是蛋白质,这些蛋白质与10%的脂类共同构成了绿小体的单层被膜(Sørensen et al。 2008)。
近年来对绿小体内部的细菌叶绿素的组织形式的研究取得了丰硕的成果。通过对Chlorobaculum tepidum的绿小体的研究,人们发现其细菌叶绿素聚集成单个的管状结构元件(Holzwarth and Schaffner 1994)或片状结构元件(Psencik et al。 2004)[2]。另外的学者用冷冻电镜、固态NMR等技术研究了绿小体,发现菌绿素分子以头尾相连的形式层状堆叠成薄片结构,这种薄片既可以像“鸡蛋卷”那样弯曲成管状,也可以形成扩展的片层结构(Ganapathy et al。 2009)[2]。但是对细菌叶绿素如何装配成上述构造以及绿小体中各种组分如何相互作用还有待进一步的研究。论文网
随着几种绿色光合细菌的基因组的测序工作的完成(Frigaard et al。 2004b)以及分子生物学技术运用的日趋成熟,针对其捕光天线复合物中色素结合蛋白功能的研究取得明显进展。现已确认Cba。 tepidum的绿小体含有10种不同的蛋白质(Frigaard and Bryant 2006),这些蛋白都位于绿小体被膜上[2]。在绿小体中,小分子量蛋白CsmA是含量最多的蛋白,约占蛋白总量的一半以上(Frigaard et al。 2004a),另外就是CsmM,CsmN以及CsmP,CsmO,CsmY等几种蛋白。对绿色非硫细菌的类似蛋白的研究则比较少见。而对于CsmP,CsmO,CsmM,CsmN等蛋白质的结构与功能的深入研究将对阐明绿色光合细菌的光合作用反应机理和结构基础以及仿生开发利用具有重要意义。