极端微生物蛋白质组学的研究现状

本文概述了近年来蛋白质组学技术在极端微生物研究领域中存在的关键问题、解决途径和研究现状。迄今为止,虽然蛋白质组学技术快速发展,但极端微生物的蛋白质组学的研究仍然存在很多困难。由于极端微生物的蛋白质-蛋白质复合物解离不彻底,而嗜中温微生物的蛋白质解离和变性条件不适用于极端微生物合成的大多数蛋白质等特殊问题,致使蛋白质组学技术还没有广泛应用于嗜盐、嗜热/冷、嗜酸/碱等微生物的研究中。当然,蛋白质组学技术应用的潜能和前景吸引人们积极尝试各种各样的方法。目前,通过研究已经有效地解决了嗜盐蛋白质的分离、嵌合膜蛋白的鉴定和新蛋白质的功能推测,证实了基因组预测的一些结论,并揭示基因组不能充分解析的某些特性和新蛋白质。极端微生物蛋白质组学的研究表明,全面展示蛋白质表达谱需要不止一种蛋白质组学方法。此外,蛋白质组学和基因组学的互相印证和结合,将加速极端微生物的研究进程,深入全面地揭示微生物适应极端环境的特殊机制,进而阐明极端微生物生存的机理,为改善胁迫因素导致的伤害提供新的研究方向。     

达坂喜盐芽孢杆菌D-8^T在低渗冲击下的双向凝胶电泳分析

为了解革兰氏阳性中度嗜盐菌适应低渗冲击的机制,采用双向凝胶电泳技术,研究达坂喜盐芽孢杆菌(Halobacillus dabanensis)D-8T在低渗冲击下的差异蛋白表达谱。利用ImagemasterTM2D Platinum软件分析到大约650个蛋白点,大多数蛋白分子量分布在17.5~66kDa,等电点为4.0~5.9,偏酸性。在20%盐浓度中生长的D-8菌株受到0%盐浓度的低渗冲击5min及50min后34个蛋白点的表达发生改变,包括20个表达上调的点和14个点表达下调。用MALDI-TOF/MS及MASCOT软件鉴定了4个与低渗胁迫有关的蛋白,分别为热激蛋白DanK、柱状决定蛋白、青霉素结合蛋白和5-莽草酸烯醇式丙酮酸-3-磷酸合成酶。其中,热激蛋白适应低渗胁迫时表达上调为首次报道。     

达坂喜盐芽孢杆菌D-8T在低渗冲击下的双向凝胶电泳分析

为了解革兰氏阳性中度嗜盐菌适应低渗冲击的机制,采用双向凝胶电泳技术,研究达坂喜盐芽孢杆菌（Halobacillus dabanensis）D-8T在低渗冲击下的差异蛋白表达谱。利用ImagemasterTM 2D Platinum 软件分析到大约650个蛋白点,大多数蛋白分子量分布在17.5～66kDa,等电点为4.0～5.9,偏酸性。在20％盐浓度中生长的D-8菌株受到0％盐浓度的低渗冲击5min及50min后34个蛋白点的表达发生改变,包括20个表达上调的点和14个点表达下调。用MALDITOF/MS及MASCOT软件鉴定了4个与低渗胁迫有关的蛋白,分别为热激蛋白DanK、柱状决定蛋白、青霉素结合蛋白和5莽草酸烯醇式丙酮酸3磷酸合成酶。其中,热激蛋白适应低渗胁迫时表达上调为首次报道。     

喜盐芽孢杆菌D8基因文库的构建及甘氨酸甜菜碱转运蛋白betH基因的筛选

喜盐芽孢杆菌(Halobacillus)D8是一株产生芽孢的革兰氏阳性中度嗜盐菌,能够耐受2 5 %NaCl。以其总DNASau3AI部分酶切的片段为供体、pUC18为载体,构建了该菌株的基因文库,共获得约90 0 0个重组质粒。通过菌落原位杂交、菌落PCR检测及DNA序列测定,从该文库中筛选到含有完整的甘氨酸甜菜碱次级转运系统基因的重组质粒,将此基因命名为betH基因。序列分析发现,betH基因的大小为15 15bp ,编码由5 0 5个氨基酸组成的BetH蛋白,分子量为5 6 1kD。经蛋白疏水性分析,推测为含有12个跨膜区的跨膜蛋白,与Oceanobacillusiheyensis甘氨酸甜菜碱转运蛋白、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)OpuD、楚氏喜盐芽孢杆菌(Halobacillustrueperi)BetH、单核细胞增生利斯特氏菌(Listeriamonocytogenes)BetL、嗜盐海球菌(Marinococcushalophilus)BetM和耐盐芽孢杆菌(Bacillushalodurans)甘氨酸甜菜碱转运蛋白的氨基酸同源性分别为6 4 %、5 1%、4 9%、4 8%、4 3%和4 4 %。