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水产品腐败希瓦氏菌冷激蛋白的结构与功能分析(二)

来源:时间:2025-04-22 02:56:09

2 結果與分析

2.1 冷激蛋白基因的水产克隆

通過16S測序結果的比對分析確定該菌為腐敗希瓦氏菌。以這株水產品腐敗希瓦氏菌的品腐基因組DNA為模板,用相應引物對冷激蛋白基因進行PCR擴增,败希白然後用2%的瓦氏瓊脂糖凝膠電泳檢測PCR擴增產物,結果如圖1所示。菌冷激蛋结构PCR擴增產物的分析長度在500bp左右,與預期的水产產物大小相符。將PCR產物送至上海生工測序,品腐並將測序序列用ORFFinder軟件和Blast分析。败希白使用ORFFinder軟件的瓦氏結果表明,克隆的菌冷激蛋结构基因片段都有完整的開放閱讀框(ORF),3個冷激蛋白基因Csp1589,分析Csp1376和Csp2252的水产ORF長度分別為210,210,品腐207bp,败希白起始密碼子為ATG,終止密碼子為TAA,分別編碼69,69,68個氨基酸。Blast結果表明,水產品腐敗希瓦氏菌的3個冷激蛋白基因與腐敗希瓦氏菌模式菌株的3個冷激蛋白基因的序列相似性均達100%,說明冷激蛋白高度保守。

2.2 係統發生樹的構建

使用MEGA7.0軟件構建腐敗希瓦氏菌和大腸杆菌的冷激蛋白的係統發生樹,結果如圖2所示。水產品腐敗希瓦氏菌的冷激蛋白基因Csp1589和Csp1376與大腸杆菌的冷激蛋白基因CspA聚類在同一類群,表明它們之間的有較高的相似性和較近的親緣關係。大腸杆菌CspA為主要的冷誘導蛋白,低溫下大量表達。初步推測Csp1589和Csp1376在腐敗希瓦氏菌對低溫脅迫的適應中起關鍵作用。腐敗希瓦氏菌的冷激蛋白基因Csp2252與大腸杆菌的冷激蛋白基因CspD位於同一分枝,大腸杆菌CspD在營養缺乏時大量表達並能結合單鏈DNA,從而抑製染色體的複製,因此腐敗希瓦氏菌的冷激蛋白基因Csp2252可能與細胞生長分化有關。

2.3 冷激蛋白的理化特點

利用ProtParam預測腐敗希瓦氏菌冷激蛋白的基本生理、生化特征,結果見表2。預測的腐敗希瓦氏菌冷激蛋白是由68~69個氨基酸殘基構成,分子質量在7.4ku左右的小分子蛋白,且其帶負電荷的氨基酸的量大於帶正電荷氨基酸的量,即酸性氨基酸的量大於堿性氨基酸的量,PI小於7,說明這些蛋白質都是酸性蛋白質,符合CSPs的特點。蛋白質的總平均親水性為負數,說明測定的蛋白皆為親水性蛋白。由不穩定係數可知,除Csp2252外,蛋白質在體外的穩定性都較好,在大腸杆菌體內的半衰期大於10h。PSORT預測腐敗希瓦氏菌冷激蛋白皆定位於細胞質。TMHMM預測結果顯示腐敗希瓦氏菌冷激蛋白均不存在α螺旋跨膜,是非跨膜蛋白。SignalIP預測結果表明腐敗希瓦氏菌冷激蛋白不存在信號肽,不能分泌到胞外。推測腐敗希瓦氏菌的3個冷激蛋白均為非分泌型、非跨膜蛋白,冷激蛋白在腐敗希瓦氏菌細胞質中合成後不進行蛋白轉運,而是保留在細胞基質中發揮作用。

2.4 冷激蛋白的氨基酸保守序列及結構域分析

將腐敗希瓦氏菌冷激蛋白的氨基酸序列提交至CDservice,檢測結果顯示:腐敗希瓦氏菌的冷激蛋白Csp1589、Csp1376和Csp2252都具有DNA結合位點和RNA結合基序,且同屬於類S1總科。類S1總科是一類包含與核糖體蛋白S1的RNA結合結構域相似的結構域的蛋白合集。這種結構最初在S1核糖體蛋白中被發現,目前已在多種RNA相關蛋白中被發現

SMART預測結果表明:腐敗希瓦氏菌的3個冷激蛋白都包含冷休克結構域(Coldshockdomain,CSD),冷休克結構域屬於類S1總科這個超級家族,且其從原核生物到高等真核生物高度保守,具有RNA分子伴侶功能。包含冷休克結構域的蛋白可以參與多種細胞生理生化過程,包括對低溫的適應、營養脅迫、細胞生長和發育過程等。此外,由圖3可知腐敗希瓦氏菌的冷激蛋白Csp1589和Csp1376屬於保守蛋白結構域家族CspC,是冷誘導蛋白,因此推測Csp1589和Csp1376與細菌對低溫的適應性有關;而腐敗希瓦氏菌Csp2252不屬於CspC家族,其可能參與其它的細胞過程,這個結果與上述係統發生樹的結果一致。

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