丙酮丁醇梭菌磷酸化蛋白質組分析

白雪，趙晶晶，王倩，童維，張繼遠，訾金，陳真，劉斯奇，王全會

中國科學院北京基因組研究所 蛋白質組學實驗室，北京 101300

細胞工廠的代謝網絡及調控

丙酮丁醇梭菌磷酸化蛋白質組分析

白雪，趙晶晶，王倩，童維，張繼遠，訾金，陳真，劉斯奇，王全會

中國科學院北京基因組研究所 蛋白質組學實驗室，北京 101300

近年的研究揭示，細菌細胞中蛋白質的磷酸化狀態可能調節信號或代謝通路的生物活性。丙酮丁醇梭菌是一個重要的工業菌株，在酸性條件下能夠生成大量的有機溶劑。然而，調節丙酮丁醇梭菌有機溶劑生成的分子機制尚未完全闡明。采用雙向電泳和質譜聯用的技術，比較了該菌在產酸期與產有機溶劑期間的差異蛋白質譜圖。特別關注了那些分子量接近但具有不同等電點的蛋白質。在高有機溶劑生成速率的丙酮丁醇梭菌中，發現了 8個電泳斑點簇呈現明顯的酸移而且伴隨光密度強度的變化。質譜分析數據表明，這些蛋白質均含有磷酸化修飾的肽段。生物信息學分析預示，這些蛋白質參與了有機溶劑的生成過程。但究竟它們的磷酸化狀態如何調控有機溶劑生成仍需更為深入地研究。

丙酮丁醇梭菌，雙向電泳，磷酸化蛋白質組學

Abstract:Protein phosphorylation in bacteria is important for signaling and metabolic activity.Clostridium acetobutyicumcan synthesize high yield of organic solvent under acidic condition. How solventogenesis is regulated at molecular level in this bacterium, is not clearly elucidated yet. We used two dimensional electrophoresis (2-DE) and mass spectrometry to have a differential analysis of the bacterial proteins fromClostridium acetobutylicumat acedogenic and solventogenic stage. We focused on these iso-spots with similar molecular mass and different pI values. Totally, eight string spots were identified, which displayed significant changes of pI values as well as spot volumes in response to solventogenic development. The data acquired from mass spectrometry demonstrated that all of the iso-spots contained the phosphrylated peptides. Bioinformatic analysis revealed that these proteins partake in the pathways of solvent synthesis.

Keywords:Clostridium acetobutylicum,2-dementional electrophoresis (2-DE), protein phosphorylation

丙酮丁醇梭菌屬于梭菌屬，因其能夠產生丙酮、丁醇和乙醇而得到了較為廣泛的研究。盡管丙酮丁醇梭菌能夠生產有機溶劑，但是其生成的效率較低，長期以來在工業界沒有得到重視。近年來隨著石油資源的大量消耗和人們環保意識的逐漸增強，開發取代石化工業的技術和方法得到越來越多的重視。……