基于iTRAQ定量蛋白質組學技術篩選螺旋藻形態(tài)建成相關蛋白.pdf

1、螺旋藻形態(tài)是衡量螺旋藻品質的重要因素，但螺旋藻在培養(yǎng)過程中易受到外界環(huán)境的影響，形態(tài)發(fā)生改變，并伴隨一系列生理學，營養(yǎng)學，遺傳學和蛋白組學等的相應變化，不僅藻種產量大幅度下降，而且為藻種的鑒定帶來了困難。因此為實現(xiàn)對螺旋藻形態(tài)變化的改良和調控，有必要解析螺旋藻形態(tài)建成的分子機理。
　　本研究以來源于單藻絲培養(yǎng)物中發(fā)生形態(tài)分化的直線形和螺旋形個體為對象，利用iTRAQ蛋白組學和質譜分析技術，探討其蛋白質組的差異變化，獲得與螺旋藻形態(tài)

2、建成相關的差異蛋白，并結合生物信息學技術對篩選到的差異蛋白從參與的生物過程、細胞定位、分子功能三方面進行分析，通過實時熒光定量PCR技術，對所得到的蛋白組學數(shù)據(jù)從轉錄組水平進行驗證，旨在找到調控螺旋藻形態(tài)建成的關鍵基因，揭示螺旋藻形態(tài)建成的分子機理及代謝調控機制。試驗研究結果如下：
　　1.分別對直線形和螺旋形螺旋藻的藻絲體長度、螺徑、螺距、螺旋數(shù)及生長曲線、藻藍蛋白、別藻藍蛋白、葉綠素a、類胡蘿卜素等形態(tài)指標和生理指標進行測定，

3、掌握不同形態(tài)螺旋藻之間的形態(tài)及生理指標差異，為后續(xù)研究對象的選擇提供充分的依據(jù)。
　　2.通過iTRAQ蛋白組學及質譜技術，對與螺旋藻形態(tài)建成相關蛋白進行篩選鑒定。以FDR≤1％，去除反庫數(shù)據(jù)和比值為空白的無效值，作為可信蛋白篩選標準；蛋白豐度倍數(shù)變化大于2(上調表達)或小于0.5(下調表達)，作為差異蛋白篩選標準。iTRAQ-LC-MS/MS分析共匹配到185123個圖譜，譜圖利用率為37.6%，去除可信度較低的肽段，共鑒定到3

4、0508個特定肽段，根據(jù)可信蛋白篩選標準，去掉冗余結果，最終鑒定到2156個蛋白。TJSD2/TJSD3組共篩選出165個差異蛋白，TJBC4-1/TJBC4-2組中共篩選出167個差異蛋白，兩組共有的差異表達蛋白35個。
　　3.對篩選的差異蛋白進行生物信息學分析，鑒定的差異蛋白參與糖酵解TCA循環(huán)，光合作用，光合作用-天線蛋白，淀粉與蔗糖代謝，脂多糖生物合成，光合生物固碳，卟啉，葉綠素代謝等多種代謝調控。通過對代謝途徑的分析，

5、構建了螺旋藻形態(tài)建成預測模型，用于初步解析螺旋藻形態(tài)建成機理。并通過實時熒光定量PCR對模型中的蛋白質數(shù)據(jù)進行驗證。以蛋白組學和轉錄組學分析具有相同變化趨勢的蛋白質為依據(jù)，構建了螺旋藻形態(tài)建成中心能量代謝網絡圖，解析了蛋白質的互作網絡。
　　4.通過對兩組螺旋藻中的共性差異蛋白進行分析，對螺旋藻形態(tài)建成起關鍵作用的pgm基因，進行原核表達驗證。構建pgm基因的融合表達載體，并成功轉入大腸桿菌中進行表達。轉入螺旋藻pgm基因的大腸桿