屎肠球菌JT1株与M株耐铅功能蛋白差异解析

来源 :青岛农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiajia_jiang
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近年来环境污染十分严重,尤其是能够以固态、液态和气态迁移的铅污染更是十分普遍,导致铅中毒事件时有发生,给人们的健康带来了较大危害。针对这一现状,我们实验室从2011年开始,分别采用生物学方法和化学方法开展了排铅技术研究,取得了较为理想的效果。本研究采用双向电泳技术,对试验组JT1菌株和对照组M菌株进行了蛋白组学分析,以期获得二者耐铅功能差异蛋白,揭示其铅吸附机制。  本研究主要内容包括:⑴从“妈咪爱”活菌冻干粉中分离鉴定菌株M为屎肠球菌;经过菌株Pb2+吸附试验,得到菌株JT1和M对Pb2+的吸附率分别是55.83%及11.87%,差异显著,具备蛋白组学试验基础;菌株体外铅吸附的影响因素试验表明,在100mg/L的Pb2+浓度中,屎肠球菌JT1和菌株M在pH值6.5~7.5范围内吸附性良好;菌株对铅的吸附是一个快速反应过程,在45min内吸附率基本不变;在25~40℃的温度范围内,菌株对Pb2+的吸附率较为稳定;JT1和M菌株的生长特性试验表明,37℃下培养18h,两种菌株同时达到对数生长末期,且JT1和M菌株生长的最适pH值分别是6.5及7.5。⑵根据等电点、相对分子质量差异分离细胞全蛋白,进行二维电泳,建立JT1和M菌株双向电泳图谱;经扫描仪扫描及PDquest8.0软件分析,依据JT1和M菌株灰度值之比,筛选得到差异蛋白总数为92个,其中有33个在JT1菌株的表达量相对于M全部显示上调,有59个在M菌株的表达量相对于JT1全部显示上调;从上述33个蛋白点筛选11个M/JT1值小于0.5(倍数标准Fold change=2)、59个蛋白点筛选10个M/JT1大于2(倍数标准Fold change=2),且P值均小于0.05的共计21个差异显著点进行蛋白质质谱鉴定,鉴定得到19种蛋白质及其分子量,等电点,覆盖率,匹配的肽段序列等蛋白基本信息。⑶通过Mascot质谱检索软件,应用NCBI BLAST对19种差异蛋白进行蛋白质的生物信息学分析。结果表明,21个差异点对应的19种差异蛋白主要分为六种功能蛋白,分别是细胞胁迫响应、糖类代谢、小分子代谢、核酸代谢、细胞增殖、蛋白质代谢蛋白;多种蛋白协同表达共同抵抗pb2+氧化胁迫,其中,半胱氨酸合酶A是与小分子代谢相关的蛋白,在有氧生长中能增加半胱氨酸以及谷胱甘肽的合成,半胱氨酸与Pb2+可形成不溶性的硫醇盐进而使菌体能够抵抗氧化胁迫,对Pb2+造成的活性氧增加引起的细胞结构损伤有着良好的缓解作用,从而提高菌株耐铅性;半胱氨酸合酶A还与谷胱甘肽的合成相关,谷胱甘肽可以提升菌体抗酸胁迫和抗毒胁迫的能力,增加JT1菌株对Pb2+的抗渗透力以及作为直接作用细胞内金属离子的螯合剂;半胱氨酸合酶A为JT1菌株耐铅性的关键蛋白,同时作为JT1对菌株M的上调蛋白,灰度值之比达到了0.000386,P值为0.01,是所有差异显著蛋白点中最为合理的蛋白点;此外,对耐铅屎肠球菌JT1半胱氨酸合酶A保守结构域 CBS_like进行了分析,确立了三维结构功能特异位点。
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