本文關(guān)鍵詞：蛋白組學(xué)分析沼澤紅假單胞菌富集鈷的機(jī)理研究

  更多相關(guān)文章： 沼澤紅假單胞菌 富集鈷 蛋白組學(xué) 差異蛋白 磷酸根轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白

【摘要】：過(guò)量的鈷對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)和人體健康有嚴(yán)重危害。沼澤紅假單胞菌屬于光合細(xì)菌紫色非硫菌群紅假單胞屬,來(lái)源豐富,培養(yǎng)成本低,環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)以及對(duì)重金屬具有極強(qiáng)的耐受能力和富集能力。因此,研究該菌對(duì)重金屬鈷的富集條件及富集機(jī)理具有廣闊的應(yīng)用前景和重要的意義。本實(shí)驗(yàn)研究沼澤紅假單胞菌對(duì)鈷離子富集條件,并采用蛋白組學(xué)和熒光定量PCR技術(shù)比較該菌株在富集鈷過(guò)程中蛋白質(zhì)的表達(dá)變化,以及對(duì)某些相關(guān)的蛋白質(zhì)的功能進(jìn)行分析,初步揭示了沼澤紅假單胞菌富集鈷的機(jī)理。本論文主要研究了以下內(nèi)容。1.研究4種不同代謝條件(厭氧光照、厭氧黑暗、好氧光照和好氧黑暗)對(duì)鈷離子富集情況,確定在好氧黑暗條件下沼澤紅假單胞菌對(duì)初始濃度為80mg/L鈷離子去除率為89.4%。在此基礎(chǔ)上,優(yōu)化pH和溫度對(duì)沼澤紅假單胞菌富集,發(fā)現(xiàn)在pH=6.5,30℃時(shí),對(duì)初始濃度為160 mg/L鈷離子去除率達(dá)到84.9%,富集容量為287.18 mg/g。在共存離子實(shí)驗(yàn)中,Ni~(2+)會(huì)明顯影響鈷離子去除率,使鈷的去除率降至59.67%,而Cu~(2+),Zn~(2+),Cd~(2+),Mn~(2+)和Fe~(2+)對(duì)鈷離子的去除率幾乎沒有影響。在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下,沼澤紅假單胞菌對(duì)鈷離子的去除符合二級(jí)動(dòng)力學(xué)特征(R2=0.9519-0.9931)。2.對(duì)沼澤紅假單胞菌進(jìn)行分區(qū)發(fā)現(xiàn),細(xì)胞表面、細(xì)胞周質(zhì)、細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)對(duì)鈷的富集容量分別為4.99,49.82,24.43,7.69 mg/g。其中,鈷主要集中分布在細(xì)胞周質(zhì)和細(xì)胞膜上,占菌體富集鈷總量的85.32%。對(duì)富集鈷和未富集鈷的菌體進(jìn)行X-射線衍射,發(fā)現(xiàn)未富集鈷的菌體細(xì)胞呈無(wú)定型態(tài),而富集鈷后的菌體細(xì)胞有明顯的衍射峰,通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)八水磷酸鈷(JCPDS#01-0121)的數(shù)據(jù)比較分析,證明菌體富集鈷后形成八水磷酸鈷。3.建立分離沼澤紅假單胞菌蛋白的雙向凝膠技術(shù),獲得了分辨率高、重現(xiàn)性好的蛋白圖譜。通過(guò)PDQuest軟件分析對(duì)比鈷離子濃度為80 mg/L和空白對(duì)照條件下蛋白質(zhì)電泳圖譜,發(fā)現(xiàn)有36個(gè)蛋白點(diǎn)發(fā)生了顯著差異表達(dá)。采用MALDI-TOF-MS-MS質(zhì)譜儀鑒定出25個(gè)蛋白質(zhì),其中19個(gè)蛋白點(diǎn)表達(dá)上調(diào),6個(gè)蛋白點(diǎn)表達(dá)下調(diào)。利用NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)尋找匹配的蛋白質(zhì)和GO數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行功能注釋分析。按生物功能將25個(gè)差異蛋白可分為七類:蛋白質(zhì)合成;蛋白質(zhì)降解;應(yīng)激蛋白;參與碳水化合物代謝;參與氨基酸代謝;轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和其他蛋白。這表明沼澤紅假單胞菌富集鈷的過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控體系,與菌體內(nèi)部多個(gè)蛋白質(zhì)表達(dá)有關(guān)。氨基酸代謝蛋白中甲硫氨酸腺苷基轉(zhuǎn)移酶(METK)主要對(duì)細(xì)菌起到解毒作用;轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白中磷酸酸根轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(PSTS)也大量表達(dá),結(jié)合X-射線衍射和細(xì)胞分區(qū),磷酸酸根轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在細(xì)胞周質(zhì)中可能通過(guò)調(diào)控磷酸根來(lái)富集鈷離子。4.提取鈷離子濃度為80 mg/L和空白對(duì)照條件下的mRNA,利用逆轉(zhuǎn)錄技術(shù)得到cDNA。以SYBR GreenΙ為指示劑,通過(guò)熒光定量PCR對(duì)具有解毒功能的METK和調(diào)控磷酸根的PSTS基因進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)在富集鈷過(guò)程中,這兩個(gè)基因的表達(dá)量分別上調(diào)了4.03和12.99倍,這與雙向凝膠電泳圖譜上蛋白水平基本保持一致。從轉(zhuǎn)錄學(xué)水平驗(yàn)證說(shuō)明METK和PSTS蛋白在沼澤紅假單胞菌富集鈷過(guò)程中具有重要意義。
【關(guān)鍵詞】：沼澤紅假單胞菌 富集鈷 蛋白組學(xué) 差異蛋白 磷酸根轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O614.812;O657.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 前言10-19
• 1.1 引言10-11
• 1.1.1 重金屬污染10
• 1.1.2 鈷的來(lái)源與危害10-11
• 1.2 含鈷廢水主要處理方法11-13
• 1.2.1 化學(xué)沉淀法11
• 1.2.2 離子交換法11-12
• 1.2.3 膜分離法12
• 1.2.4 生物法12-13
• 1.3 光合細(xì)菌對(duì)重金屬離子的富集研究13-15
• 1.3.1 野生光合菌富集重金屬離子研究13-15
• 1.3.2 基因工程光合菌富集重金屬離子研究15
• 1.4 蛋白質(zhì)組學(xué)15-17
• 1.4.1 蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)15-16
• 1.4.2 蛋白組學(xué)分析微生物與重金屬作用機(jī)理16-17
• 1.5 研究目的和意義17-19
• 第2章 沼澤紅假單胞菌富集鈷的研究19-29
• 2.1 材料19-21
• 2.1.1 主要試劑19-20
• 2.1.2 主要儀器20
• 2.1.3 RCVBN培養(yǎng)基20-21
• 2.2 方法21-22
• 2.2.1 沼澤紅假單胞菌富集鈷的條件優(yōu)化21-22
• 2.2.2 鈷在沼澤紅假單胞菌中的分布22
• 2.2.3 X-射線衍射22
• 2.3 結(jié)果22-28
• 2.3.1 沼澤紅假單胞菌富集鈷的條件優(yōu)化22-25
• 2.3.2 沼澤紅假單胞菌對(duì)鈷去除的動(dòng)力學(xué)25-27
• 2.3.3 鈷在沼澤紅假單胞菌中的分布27
• 2.3.4 X-射線衍射分析27-28
• 2.4 討論28-29
• 第3章 蛋白質(zhì)的分離及質(zhì)譜鑒定29-45
• 3.1 材料29-31
• 3.1.1 試劑29-30
• 3.1.2 主要儀器30
• 3.1.3 主要溶液配制30-31
• 3.2 方法31-34
• 3.2.1 蛋白質(zhì)的提取31
• 3.2.2 蛋白質(zhì)的純化31-32
• 3.2.3 蛋白質(zhì)的檢測(cè)32
• 3.2.4 雙向凝膠電泳32-34
• 3.2.5 蛋白膠內(nèi)酶解34
• 3.2.6 質(zhì)譜檢測(cè)34
• 3.2.7 數(shù)據(jù)分析34
• 3.3 結(jié)果34-41
• 3.3.1 Bradford法測(cè)定蛋白質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)曲線34-35
• 3.3.2 雙向電泳條件優(yōu)化35-36
• 3.3.3 差異蛋白譜圖分析36-37
• 3.3.4 質(zhì)譜的鑒定分析37-41
• 3.4 討論41-45
• 3.4.1 雙向電泳方法優(yōu)化討論41
• 3.4.2 質(zhì)譜結(jié)果討論41-45
• 第4章 METK和PSTS蛋白基因的轉(zhuǎn)錄定量分析45-53
• 4.1 材料45-46
• 4.1.1 試劑45
• 4.1.2 儀器與設(shè)備45-46
• 4.2 方法46-48
• 4.2.1 沼澤紅假單胞菌總RNA提取46
• 4.2.2 逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)46-47
• 4.2.3 實(shí)時(shí)熒光定量PCR擴(kuò)增47
• 4.2.4 定量分析方法47-48
• 4.3 結(jié)果48-51
• 4.3.1 沼澤紅假單胞菌RNA提取48
• 4.3.2 16S rRNA標(biāo)準(zhǔn)曲線48-49
• 4.3.3 實(shí)時(shí)熒光定量PCR結(jié)果49-50
• 4.3.4 METK和PSTS基因表達(dá)差異比較50-51
• 4.4 討論51-53
• 4.4.1 RNA的提取51
• 4.4.2 qRT-PCR方法的選擇51
• 4.4.3 mRNA與蛋白質(zhì)表達(dá)水平之間的分析51-53
• 結(jié)論53-54
• 致謝54-55
• 參考文獻(xiàn)55-61
• 攻讀學(xué)位期間取得學(xué)術(shù)成果61-62
• 附錄62-74

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 白紅娟;張肇銘;，

本文編號(hào)：623831