【摘 要】
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蛋白质分泌是生命体重要的生命过程。目前已知的主要的蛋白分泌途径为Sec分泌途径和Tat分泌途径。嗜盐古菌中存在完整的Sec分泌系统和Tat分泌系统,但在分泌途径的选择上与细菌、非嗜盐古菌及真核生物存在较大差异。对嗜盐古菌分泌蛋白的鉴定可以直观地反映出分泌蛋白的种类、功能以及作用位置,也可以为了解嗜盐古菌对高盐环境的适应机制提供更多的信息。我们以嗜盐古菌Natrinema sp.J7-2为研究对象,
【基金项目】
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国家自然科学基金（31570062）；
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蛋白质分泌是生命体重要的生命过程。目前已知的主要的蛋白分泌途径为Sec分泌途径和Tat分泌途径。嗜盐古菌中存在完整的Sec分泌系统和Tat分泌系统,但在分泌途径的选择上与细菌、非嗜盐古菌及真核生物存在较大差异。对嗜盐古菌分泌蛋白的鉴定可以直观地反映出分泌蛋白的种类、功能以及作用位置,也可以为了解嗜盐古菌对高盐环境的适应机制提供更多的信息。我们以嗜盐古菌Natrinema sp.J7-2为研究对象,首先利用质谱技术对其胞外组分和细胞膜组分蛋白进行鉴定,对该菌的分泌蛋白进行分析,结果显示该菌更偏好采用Tat转运途径分泌蛋白。Tat信号肽蛋白多为胞外底物（溶质）结合蛋白和氧化还原反应相关蛋白,大多通过Lipobox结构锚定在细胞膜上。Sec信号肽蛋白多为细胞表面附属物合成相关蛋白,而且很多跨膜蛋白也具有Sec信号肽,暗示Sec途径在跨膜蛋白的转运与定位方面也发挥重要作用。同时,大量的分泌蛋白都是在细胞膜组分中被检测到,说明将分泌蛋白锚定在细胞膜上是嗜盐古菌对其胞外高盐环境的一种适应机制。其次,我们对Natrinema sp.J7-2胞外高丰度蛋白进行了鉴定,发现其中包含:具有Sec信号肽的S层蛋白NJ7G＿1525,是其S层结构的重要组成蛋白;具有Tat信号肽的蓝铜蛋白NJ7G＿0566,该蛋白也是脂蛋白,参与细胞氧化还原和电子传递过程;具有Lol A功能域的Sec信号肽蛋白NJ7G＿0991,可能在Natrinema sp.J7-2的脂蛋白转运和定位中发挥重要作用。高丰度分泌蛋白的成功鉴定为研究嗜盐古菌分泌蛋白提供了有用信息。再次,我们通过生物信息学预测发现NJ7G＿0991与细菌中脂蛋白转运定位系统中的关键组分Lol A具有相似性,对NJ7G＿0991的功能进行研究有助于探索嗜盐古菌脂蛋白的修饰及转运定位过程。我们利用同源重组技术对基因nj7g＿0991进行敲除,来探究高丰度蛋白NJ7G＿0991在Natrinema sp.J7-2中所起的作用。结果显示缺失nj7g＿0991会改变Natrinema sp.J7-2的细胞形态,降低其对外界刺激的耐受能力,削弱其运动能力,这表明NJ7G＿0991在维持Natrinema sp.J7-2细胞表面结构稳定性方面起着重要的作用。最后,我们在大肠杆菌中异源表达nj7g＿0991,发现NJ7G＿0991会对大肠杆菌自身细胞外膜造成损伤。分析产生这一影响的原因为NJ7G＿0991会干扰大肠杆菌的Lol系统,使其外膜脂蛋白无法精确定位。这些结果都为进一步研究嗜盐古菌中脂蛋白转运及定位提供了新的线索。
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