深紅紅螺菌Rhodospirillum rubrum產(chǎn)氫突變株的篩選和定量蛋白組學(xué)分析.pdf

1、目前能源問題是人類面臨的重大問題之一，氫氣是高效、清潔、可再生的能源，在全球能源系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展中將起到顯著作用。合理開發(fā)利用氫能源，將對全球生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生巨大的影響。各種產(chǎn)氫技術(shù)不斷被研究，生物產(chǎn)氫也成為尋找新能源的一條途徑，微生物中有一類光合細(xì)菌能進(jìn)行光合作用并產(chǎn)生氫氣，比如深紅紅螺菌(Rhodospirilum rubrum)。深紅紅螺菌(Rhodospirilum rubrum)屬于兼性厭氧菌，是光合細(xì)菌研究的模式菌株，能分解多種有

2、機(jī)物，可考慮將光能利用、產(chǎn)氫、有機(jī)廢物、廢水處理結(jié)合于一體，有很重要的研究價值。 本文通過生物突變的方法，采用含有轉(zhuǎn)座子質(zhì)粒的E．coli pRL27與R．rubrum發(fā)生進(jìn)行接合突變，構(gòu)建了深紅紅螺菌的隨機(jī)轉(zhuǎn)座突變庫。為了研究光合細(xì)菌在產(chǎn)氫過程中的相關(guān)基因，我們采用八氫番茄紅素脫氫酶抑制劑二苯胺，它是一種類胡蘿卜素合成過程中的抑制劑，篩選抗二苯胺的突變菌株RG9，通過PCR驗證轉(zhuǎn)座子的確插入到了R．rubrum基因組中，并應(yīng)用

3、現(xiàn)代分子生物學(xué)手段確定研究轉(zhuǎn)座子插入位點，測序結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)座子插入破壞的是Ppx/GppA磷酸酶家族中的外切聚磷酸酶(exopolyphosphatase)。突變株產(chǎn)氫量與野生型相比只在生長后期微小降低。最有趣的結(jié)果是這種酶可能參與pppGpp降解，這種酶有可能與色素的合成有某些關(guān)系，從而對產(chǎn)氫產(chǎn)生一定的影響。 對突變株脂肪酸進(jìn)行分析，與野生型相比，細(xì)胞脂肪酸有一定的變化，但是變化并不明顯。利用biolog檢測突變株對碳源的利用

4、情況，顯示與野生型相比，碳源利用也有差異。這些都說明轉(zhuǎn)座子插入突變后，影響了細(xì)胞壁成分以及細(xì)胞的代謝活動。 Rhodospirillum rubrum產(chǎn)氫相關(guān)的基因研究也很多，但是對其蛋白組學(xué)的分析很少，本實驗采用最新研究蛋白質(zhì)組學(xué)的技術(shù)iTRAQ多重化學(xué)標(biāo)記．串聯(lián)質(zhì)譜分析技術(shù)來研究在細(xì)菌生長和產(chǎn)氫過程中相關(guān)蛋白質(zhì)組學(xué)的變化。發(fā)現(xiàn)在細(xì)菌生長以及產(chǎn)氫的過程中，某些蛋白的表達(dá)有明顯的變化，如細(xì)胞色素c2、鉬輔因子生物合成蛋白、二甲