环境温度随着季节和昼夜而发生变化,是影响生物生长的重要因素之一。部分生物在极端环境中进化出了耐高温的能力,例如嗜热古菌。冰岛硫化叶菌Rey15A是一种嗜酸嗜热古菌,生活在75℃-80℃、pH为2-3的极酸极热环境中。目前对于古菌嗜热的机制有一定的研究,但其中的分子机制尚不完全清楚。同时在高温环境下,生物体内蛋白质本身的稳定性也还有待深入研究。本研究选取冰岛硫化叶菌Rey15A为实验对象,探究了该菌在不同温度条件下蛋白质的差异表达,以及不同培养温度对蛋白质稳定性的影响。本研究利用定量蛋白质组学对65-85℃五个不同温度培养条件下的冰岛硫化叶菌Rey15A全蛋白进行了分析,共鉴定到1618个蛋白,其中477个蛋白在不同温度培养条件下有显著性差异表达。通过分析差异表达蛋白质发现,核糖体、糖酵解、核苷酸代谢、三羧酸循环和转运系统的蛋白均会受到温度的影响,在低于最适生长温度时上调表达,高于最适生长温度时下调表达。部分蛋白质,例如RNA解旋酶和抗毒素蛋白,在低于最适生长温度时下调表达,而在高于最适温度时上调表达。同时还发现了大量未知功能的蛋白质出现了显著的差异表达,可能与冰岛硫化叶菌的温度适应相关。此外,在蛋白质组学鉴定中,发现了大量蛋白质的甲基化修饰现象,且甲基化蛋白质随着温度变化也出现了表达差异。随后,利用热蛋白质组学的方法分析了在65℃、75℃和85℃三个培养条件下培养的冰岛硫化叶菌Rey15A蛋白质的热稳定性。通过计算和比较蛋白质的熔点Tm值发现,大部分蛋白的Tm值分布在最适生长温度75℃左右。其中糖酵解通路的各类酶大多热稳定性较高,平均Tm为77.5℃。结合上述定量蛋白质组学数据发现,其表达量随温度没有发生显著变化。核糖体蛋白热稳定性较低,平均Tm为69.1℃,且在高温时呈现表达下调的趋势。分子伴侣蛋白质的热稳定性因其在不同温度下的作用而存在差异。结果还表明,65℃和85℃两种温度条件下培养的冰岛硫化叶菌其蛋白质的平均热稳定性比75℃样品蛋白的热稳定性高。综上所述,冰岛硫化叶菌Rey15A通过调节蛋白质合成和碳代谢通路来适应温度的变化,同时也会通过蛋白质翻译后修饰和提高蛋白质的稳定性来应对环境温度的改变。该研究结果为理解嗜热古菌适应高温环境的机制提供了线索和支持。