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梭菌适应胁迫新策略

梭菌(Clostridium)是一类与人类关系十分密切的革兰氏阳性细菌。理解梭菌适应环境胁迫的机制,无论是对在医学上控制梭菌,还是在工业上利用梭菌,都具有十分重要的意义。

梭菌属中在工业上最广泛应用的种是丙酮丁醇梭菌。丙酮丁醇梭菌的正常发酵过程要经过产酸和产溶剂两个阶段,其中从产酸向产溶剂阶段的过渡,通常被认为是该菌的一种解毒和适应机制。在这一转换过程中,许多与胁迫应答、溶剂合成相关的蛋白会上调表达,而与氨基酸和蛋白质合成相关的蛋白则会下调表达。

为了更好理解丙酮丁醇梭菌适应环境胁迫的机制,研究人员模拟自然界的进化过程,获得了一株能够在丁醇浓度提高50%的胁迫环境下正常生长的突变株。采用比较蛋白质组分析,研究人员发现突变株中70%本应在产溶剂阶段上调或下调表达的差异蛋白,在产酸期就提前上调或下调,在产溶剂期还会进一步增大上调或下调的幅度。这表明突变株进化出了一种适应环境胁迫的新策略,即其解毒和适应机制能够更敏感地感知胁迫信号,提前启动并增强对关键蛋白的调控能力,更快、更灵活地调整细胞生理状态,从而帮助突变株适应了更具挑战的环境。

相关工作已于4月29日在线发表在美国化学会《蛋白质组学研究》(Journal of Proteome Research)上。该研究还建立了梭菌属的第一张蛋白质组参考图谱,为梭菌属的蛋白质组学研究提供了基础数据。

该研究由博士生毛绍名在李寅研究员和张延平博士的指导下完成,研究得到973计划、中国科学院知识创新工程重要方向项目和中国科学院创新团队国际合作伙伴计划资助。(

 

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摘要
梭菌(Clostridium)是一类与人类关系十分密切的革兰氏阳性细菌。理解梭菌适应环境胁迫的机制,无论是对在医学上控制梭菌,还是在工业上利用梭菌,都具有十分重要的意义。梭菌属中在工业上最广泛应用的种是丙酮丁醇梭菌。丙酮丁醇梭菌的正常发酵过程要经过产酸和产溶剂两个阶段,其中从产酸向产溶剂阶段的过渡,通常被认为是该菌的一种解毒和适应机制。在这一转换过程中,许多与胁迫应答、溶剂合成相关的蛋白会上调表达,而与氨基...
关键字
蛋白质 丁醇 溶剂
 
 
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