不同氮、磷浓度条件下铜绿微囊藻（microcystis aeruginosa）差异蛋白质组学的研究

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1、厦门大学硕士学位论文不同氮、磷浓度条件下铜绿微囊藻（Microcystisaeruginosa）差异蛋白质组学的研究姓名：钱方申请学位级别：硕士专业：水生生物学指导教师：章军20060601不同氮、磷辣度条件下铜绿微囊藻差异蛋白质组学的研究摘要铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa)是富营养化湖泊和水库中形成“水华”的主要蓝藻。分子生物学技术和蛋白质组学的快速发展为深入研究赤潮形成及其性质提供了重要手段。赤潮对人类正常生活和环境的影响日益严重，由于赤潮发生是多方面原因引起的，研究常见赤潮藻种在特定环境中的蛋白质

2、组差异，从中寻找出有价值的蛋白质分子水平上的差异，这对一些赤潮的防治和治理具有重要意义。本文运用蛋白质组学及生物信息学技术方法，研究铜绿微囊藻全蛋白分别在不同浓度氮／磷营养盐条件下变化的情况，并模拟自然界正常条件下及富营养化环境比较研究铜绿微囊藻耐受氮／磷环境中蛋白表达的差异，以及差异蛋白在生物代谢途径中起作用的机制，旨在研究在富营养化环境中蛋白表达的差异。首先，我们比较了铜绿微囊藻全蛋白的三种提取方法，利用双向电泳技术筛选出最适的方法，即超声破碎与TCA一丙酮结合法，并运用于几种蓝藻，结果表明这种方法适用于多数蓝藻蛋白的提取

3、。进一步地，我们采取优化的蛋白提取方法，稳定的双向电泳条件及高灵敏度的质谱分析，构建了铜绿微囊藻蛋白的分子解剖图谱。随机选取的110个蛋白质点的质谱结果中21个确定为数据库中收录的蓝藻的基因或蛋白，其中只有10个为数据库中收录的聚球藻Synechococcussp．PCC6803或微囊藻的基因或蛋白，其比例约为l：11，这些结果对铜绿微囊藻的蛋白分析和有关功能基因组的研究具有较高的参考价值。接着，我们探讨了氮元素对铜绿微囊藻生长和蛋白表达的影响，以BG—ll为基础培养基，调整氮元素的浓度(1．6mg／L，16．3mg／L，24

4、5．1mg／L，490．2mg／L)，于无菌条件下对藻株进行诱导。双向电泳分离和质谱鉴定结果表明，低氮浓度时(1．6rag／L)。6个蛋白点表达量降低，1个表达量增高；高氮浓度时(490．2me／L)，1个蛋白点表达量降低，3个表达量增高。各浓度下共有32个表达差异的蛋白，其中DinitrogenasercductaseADP-ribosyltransferase(DRAT)蛋白的功能与氮代谢有关。进一步地，我们模拟了自然界中正常的环境和富营养化的环境，研究赤厦门大学硕士学位论文潮爆发时铜绿微囊藻蛋白表达的差异。双向电泳分离和

5、质谱鉴定的结果表明，2个蛋白点只在富营养化条件下表达，3个蛋白点只在自然条件下表达，1个蛋白点富营养条件下表达量较自然条件低，其中2个蛋白的功能与氮代谢有关。本文确定了提取铜绿微囊藻蛋白的最适方法，并首次运用于多数蓝藻蛋白的提取并取得准确、可靠的结果。首次采用蛋白质组学技术，研究铜绿微囊藻在模拟富营养环境下蛋白表达的差异，结果发现7个差异蛋白，其中2个蛋白的功能与氮磷代谢相关，对深入探讨赤潮形成及爆发机制具有重要价值。关键词：蛋白质组学(Proteomics)；双向电泳(2一DE)；肽指纹(PMF)；铜绿微囊藻(Microcy

6、stisaeruginosa)II夺同氮、磷浓度条件下铜绿微囊藻差异蛋白质组学的研究AbstraetMicrocystisaeruginosaisthevitalspecieoftoxiccyanobacterialwhichfrequentlyformdensegrowthsknownasbloomsineutrophicatedwaters．Forthiscase，studyoftheirproteinsexpressionchangesinsimulanteutrophicatedstageisveryinteresti

7、ngandhelpfultoexplorethemechanismofbloomformation．Inourresearch，techniquesofproteomicandbio—informationwereusedtostudytheproteindifferentexpressionsinmutativenitrogenandphosphorusconcentration．Also，analysisthemechanismofdifferentproteinsinbio-metabolismaimsatstudyin

8、gthedifferentproteinexpressionintheexactbloomenvironment．Firstly,toexploretheoptimalextractmethodsofMicrocystisaeruginosa7820，threediffere