鈍頂螺旋藻兩種不同形態(tài)藻絲體的生理和差異蛋白質(zhì)組分析.pdf

1、螺旋藻由于具有高營養(yǎng)價值與獨特的保健功效以及富含多種生物活性物質(zhì)而成為全球開發(fā)規(guī)模最大的經(jīng)濟微藻之一。一般而言，螺旋藻藻絲體在通常情況下是呈規(guī)則的螺旋形，但在外界環(huán)境條件改變或不良環(huán)境如低溫、低光強、紫外線等條件的脅迫下，藻絲體會從正常螺旋形轉(zhuǎn)變?yōu)榫砬炔煌穆菪紊踔潦侵本€形。在形狀改變的同時，藻絲體在營養(yǎng)學、生理學、生物化學、遺傳學及養(yǎng)殖特性上也會發(fā)生相應的改變。分子生物學技術(shù)和蛋白質(zhì)組學的快速發(fā)展為深入研究螺旋藻多形性變異的分子機

2、制提供了重要手段。 本研究從三株鈍頂螺旋藻(Spirulina platensis)FACBH編號869、882和1124中分別分離純化出了螺旋形(spiral，S)和直線形(linear，L)兩種不同形態(tài)的藻絲體，并對這兩種不同形態(tài)藻絲體的形態(tài)學特征、生長速率、葉綠素a含量、光合作用、蛋白含量、SOD酶活性等分別進行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同形態(tài)藻絲體在生長速率上并沒有顯著差別，但是在生理和生化組成上則存在不同程度差異：(1)不同

3、形態(tài)藻絲體葉綠素a含量不同，螺旋形藻絲體的葉綠素a含量比直線形藻絲體高，與此一致的是，螺旋形藻絲體的光合作用速率也比對應的直線形藻絲體大。(2)不同形態(tài)藻絲體的總蛋白含量和SOD酶活力也存在差異。869和1124藻株中直線形藻絲體的總蛋白含量分別比螺旋形藻絲體高7.4％和6.9％，而882藻株中直線形藻絲體的總蛋白含量則比螺旋形藻絲體低9.6％；同時各藻株中不同形態(tài)藻絲體的SOD酶活力與其總蛋白的含量變化是一致的，869和1124藻株中

4、直線形藻絲體的SOD酶活力分別比螺旋形藻絲體高13.8％與29.5％，而882藻株中直線形藻絲體的SOD酶活力則比螺旋形藻絲體低14.7％。 為了研究螺旋藻形態(tài)建成的分子調(diào)控機制，我們對三株藻株的螺旋形和直線形藻絲體的全蛋白進行了差異蛋白組分析，雙向電泳分離結(jié)果顯示有17個差異表達蛋白。其中，9個蛋白點在形藻直線絲體中下調(diào)，8個蛋白點在直線形藻絲體中上調(diào)。對這些差異蛋白點進行質(zhì)譜分析和數(shù)據(jù)庫檢索，發(fā)現(xiàn)14個蛋白可能與螺旋藻的形態(tài)

5、建成相關(guān)，并對其中10個蛋白進行了討論，它們分別是：與細胞內(nèi)光合色素蛋白表達及活性改變有關(guān)的藻藍蛋白連接多肽CpcⅠ；參與藻絲體細胞壁合成與分解代謝的細胞壁水解酶/自溶酶、肽聚糖N—乙酰葡萄糖胺轉(zhuǎn)移酶、UDP—N—乙酰己糖胺焦磷酸化酶；促進或抑制化合物進出膜，改變細胞的內(nèi)部環(huán)境的ABC轉(zhuǎn)運系統(tǒng)蛋白；調(diào)控葉綠素a合成的原葉綠素酸酯還原酶；調(diào)節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)運輸?shù)腛mpR；調(diào)控轉(zhuǎn)錄的MarR；在不良環(huán)境中調(diào)控氨基酸代謝的Glu/Leu/Phe/V