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硫磺矿硫化叶菌P2是一种极端嗜热古菌,其基因组测序于2001年完成,是最早完成测序的古菌,因此注释相比于其余古菌较为完全。但其仍有大量蛋白质被注释为预测蛋白,且蛋白质组中蛋白的数量也少于基因组的开放阅读框数量。此外,由于古菌有一些独特的起始密码子,在从基因组翻译成蛋白质组时可能与实际有一定的误差,需要进行检验和校正。蛋白质基因组学是利用蛋白质组的数据,结合已知的基因组数据和转录组数据进行基因组注释的方法,已经在许多其他物种中得到了成功的运用。为了进一步完善硫磺矿硫化叶菌P2的基因注释,本研究将对硫磺矿硫化叶菌P2的蛋白质组进行鉴定,并利用蛋白质基因组学的分析来挖掘和验证新的基因。极端嗜热古菌蛋白质组鉴定的覆盖度普遍偏低。为了提高鉴定效率,我们优化了硫磺矿硫化叶菌P2蛋白质的分析方法:1)加入1%的DDM增溶剂提高蛋白质的溶解度;2)使用对数生长前期、中期和后期的菌分别进行膜蛋白和可溶性蛋白的提取;3)使用多种搜索软件检索以提高蛋白质的鉴定率。最终,我们共鉴定到2123个蛋白质,包括可溶性蛋白1613个,膜蛋白153个,占已知蛋白质组的72.2%,是目前单次研究中得到覆盖度最高的硫磺矿硫化叶菌P2蛋白质组学数据。随后我们利用蛋白质基因组学软件对数据进行检索,最终鉴定到了 155个新肽段,对应71个新基因。对这71个新基因,选择其中5个进行RT-PCR验证,全部能检测到其转录产物,从转录水平上证实了这些新基因的存在。BLASTp分析发现,所有新基因编码的蛋白质均与其它硫化叶菌同源,其中21个与已知功能的蛋白质同源,包括连接酶、ATP酶和抗毒素蛋白等。对于与预测蛋白质的同源蛋白,我们利用CD-Search对其进行结构域的分析发现,有两个新基因编码蛋白质具有特定结构域,GENE302具有PCC1超家族结构域,GENE2953具有Sif超家族结构域。其中PCC1 superfamily结构域有合成t6A修饰功能。Sif superfamily是蛋白质复合物KEOPS的亚基之一,该复合物帮助蛋白分泌。猜测这两个新蛋白具有对应功能。本研究提高了硫磺矿硫化叶菌P2的蛋白质鉴定量,通过蛋白质基因组学方法发现了 71个新基因,并对部分新基因进行了验证和功能预测。本研究的结果,拓展了硫磺矿硫化叶菌P2基因组注释的信息,为之后的古菌蛋白质功能研究提供了理论依据和数据支持。