蓝细菌光敏色素是发现于蓝细菌内的一种藻胆色素蛋白,其氨基酸序列与植物光敏色素有较高的同源性,生理功能上与植物光敏色素也有很大的相似性,在蓝细菌内起着光信号受体的作用。首先采用聚合酶链式反应方法从鱼腥藻PCC7120总DNA中克隆出蓝细菌光敏色素AphC中GAF1和GAF2结构域的基因片段,将这些基因片段构建入表达载体pET-30a(+)中。含目的基因的表达质粒与含血红素氧化酶hol基因和胆绿素还原酶基因pcyA的表达质粒同时转入大肠杆菌体内共表达。实验证明PCB-GAF1在700nm和570nm光照条件下分别表现为15Z态和15E态。色素蛋白经酸性尿素变性后,吸收峰值在662nm左右,表明所连接的色素为藻蓝色素PCB。色素蛋白的蛋白质电泳经醋酸锌染色后,在紫外光照射下发出锌荧光,证明色素与蛋白的连接方式为共价偶联。利用光谱数据可计算得到色素蛋白的荧光量子产率和摩尔消光系数。光谱分析和锌电泳结果表明,GAF2不能结合PCB。色素蛋白PCB-GAF1可以用作遗传编码的荧光探针,其蛋白比GFP还小,故在生物医学标记中有重要的应用价值。本实验室采用融合基因的方法构建了一个来自集胞藻PCC6803的蓝细菌光敏色素RGS中GAF3结构域的色素荧光蛋白GAF3:Ho1:PcyA,通过大肠杆菌表达后可以发射强烈的荧光。本文在此基础上,利用这个荧光蛋白标记一种与大肠杆菌细胞分裂有关的蛋白MinD。通过分子克隆技术,MinD融合在该荧光蛋白的N端。通过大肠杆菌表达,细胞在670nm处有荧光特征峰,在荧光显微镜下观察发现荧光主要出现在细胞的两端,这表明MinD主要分布于大肠杆菌的两端,与文献报导一致。实验证明色素荧光蛋白GAF3:Ho1:PcyA将是一个十分有价值的荧光探针。