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厌氧产氢颗粒污泥蛋白质组分析样品的高效制备方法
编辑人员丨2023/8/6
[背景]厌氧产氢颗粒污泥比絮状产氢污泥具有更高的生物量、沉降性与反应效率,对颗粒污泥进行蛋白质组学研究,有助于揭示其代谢调控的分子机制,从而对厌氧代谢过程进行优化调控.目前关于产氢颗粒污泥蛋白质组分析样品制备方法的研究尚未见文献报道.革兰氏阳性菌Ethanoligenens harbinense YUAN-3是自凝集产氢发酵细菌,在间歇和连续流培养中可形成自聚集的厌氧颗粒,由于其全基因组信息清楚,可作为模式研究材料对制备方法进行评估.[目的]针对厌氧产氢颗粒污泥的蛋白质组学研究,比较不同蛋白质提取方法进行优化.[方法]分别利用液氮研磨、超声破碎、匀浆破碎对产氢颗粒污泥破碎,比较这3种方法对总蛋白提取量的影响;通过双向电泳比较三氯乙酸(Trichloroacetic acid,TCA)-丙酮沉淀法与苯酚抽提法对总蛋白提取效果的影响;对总蛋白样品分别进行同位素标记相对和绝对定量标记(Isobaric tags for relative and absolute quantification,iTRAQ)、串联质谱标签(Tandem mass tag,TMT)标记以及质谱鉴定.[结果]液氮研磨、超声破碎、匀浆破碎3种破碎方法下总蛋白的提取量分别是对照样品的2.0、3.9与5.2倍.与TCA-丙酮沉淀法相比,苯酚抽提法总蛋白样品在双向电泳图谱上的蛋白质点明显增多,分布均匀,同时其在碱性蛋白端与小分子量蛋白端的蛋白质点也明显增多.质谱分析发现,iTRAQ标记样品与TMT标记样品中分别鉴定到1 797个与1 644个蛋白,在分子量、等电点、亚细胞定位的各个分布范围内,这些蛋白良好地覆盖了E.harbinense YUAN-3中各个类型的蛋白.[结论]匀浆破碎与苯酚抽提法联用的总蛋白制备方法更适用于厌氧产氢颗粒污泥,该方法有利于后续的蛋白质双向电泳和定量蛋白质组质谱分析,可作为产氢颗粒污泥以及革兰氏阳性菌总蛋白制备的方法参考.
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编辑人员丨2023/8/6
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一株红球菌属细菌LV4在高盐条件下的吡啶降解特性
编辑人员丨2023/8/5
由微生物介导的吡啶降解技术是解决高盐吡啶环境污染的经济有效方法之一,开发具有吡啶降解性能且能够耐受高盐分的微生物是该类研究的重要前提.本研究从山西太原钢铁公司焦化废水处理厂活性污泥中分离培养了一株耐盐吡啶降解菌,通过菌落形态和16S rDNA基因系统发育分析,鉴定其为红球菌属(Rhodococcus sp.)的细菌.耐盐性实验结果表明,菌株LV4能够在0％-6％盐度范围内生长,并完全降解初始浓度为500mg/L的吡啶;但当盐度高于4％时,菌株LV4因其生长变缓而导致吡啶完全降解时间明显延长.扫描电镜结果显示,高盐环境会使菌株LV4的菌体细胞分裂变慢,诱导细胞表面分泌更多的颗粒状胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS).当盐度不高于4％时菌株LV4主要依靠EPS中蛋白含量的增加来响应高盐环境的冲击.单因素实验优化发现,菌株LV4在盐度为4％的高盐环境中降解吡啶的最佳条件为温度30℃、pH 7.0、转速为120 r/min(DO 10.30 mg/L).最优条件下菌株LV4对于初始浓度为500 mg/L的吡啶,在经过12 h的适应期后,能以(29.10±0.18)mg/(L·h)的最大速率将吡啶完全降解,总有机碳(total organic carbon,TOC)去除率最高可达88.36％,表明菌株LV4对吡啶的矿化效果较好.利用液质联用仪检测到11种吡啶代谢中间产物,推测菌株LV4主要通过环羟基化和环加氢还原2种代谢路径将吡啶完全降解.菌株LV4在高盐环境对吡啶的快速降解,意味着其在高盐吡啶环境污染治理上具有实际应用的潜力.
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编辑人员丨2023/8/5
