顶头孢霉的比较蛋白质组学研究

摘要

头孢菌素C(CPC)是工业上生产头孢类抗生素的重要原料,鉴于其巨大的经济及应用价值,对其产生菌顶头孢霉的研究一直备受重视.在传统育种的基础上,CPC工业发酵单位最高可达4万,但这仍然远低于青霉素工业发酵水平,因此对顶头孢霉的菌种选育包括基因工程育种尤为重要.在本研究中，首先通过单菌落分离及分批发酵实验，确定了研究用的高产菌株和低产菌株，并对两株菌进行了生长曲线的测定，根据其生长特点，选取发酵培养第四天作为生长期的节点,第七天作为发酵期的节点.根据文献报道结合自己探索,建立了一种适合顶头抱霉的蛋白质组制备的方法——尿素硫脉结合TCA/丙酮提取法并经多次实验证明了该方法的可行性和可重复性。同时，对双向电泳条件进行多步骤优化，确立了适合顶头孢霉蛋白质组样本分离的条件。在优化后的蛋白质组样本制备方法和双向电泳分离条件的基础上，对顶头孢霉的高产菌株和低产菌株在生长期和发酵期的蛋白质组样本进行了双向电泳分离，获得了分离效果较佳的双向电泳图谱。对差异蛋白的功能及代谢途径进行分析后发现这些蛋白涉及到多个代谢途径。其中丙酮酸氧化酶和硫辛酰胺转移酶涉及到碳水化合物代谢和能量代谢;谷胱甘肽-S-转移酶和DMSO还原酶推测与氨基酸代谢相关;线粒体过氧化物酶PRX1与氧化应激反应及压力应答有关;脱乙酰头孢菌素C合成酶是CPC生物合成途径中的重要酶。这些代谢途径与CPC的生物合成密切相关，为头孢菌素C产生菌顶头孢霉的分子育种学研究奠定了基础。