嗜热油菌纲的系统发育分析以及Epsilon-变形菌纲的特有蛋白ChePep的功能研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 臧扬 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 授予单位 | 南海海洋研究所 |
| 导师 | 高贝乐 |
| 关键词 | 嗜热油菌纲，深海热液口，Epsilon-变形菌纲，趋化系统，ChePep |
| 学位名称 | 硕士 |
| 学位专业 | 海洋生物学 |
| 其他题名 | Phylogenetic analysis of the class Thermoleophilia and functional studies of ChePep that is unique to Epsilon-proteobacteria |
| 英文摘要 | 嗜热油菌纲是放线菌门下进化较早的一个分支，具有耐高温的生理特性，在污水处理、生物冶金、发酵工业等方面具有广阔的应用前景，目前其分类框架主要基于少数可培养菌株的16S rRNA序列，来自宏基因组测序的部分菌株的分类地位尚不明确。本论文第一部分对嗜热油菌纲进行系统发育分析：选取嗜热油菌纲的代表性菌株，基于其16S rRNA序列和串联保守蛋白序列构建进化树，初步确定了具有重构基因组但目前无法培养的物种和已知物种的相互关系。通过进化树的构建，我们对嗜热油菌纲的分类框架有了初步认识，为其后期资源开发和功能研究奠定了良好的基础。Epsilon-变形菌纲是变形菌门的重要类群，在自然界分布广泛，包括动物体内寄生的菌株和环境分离的菌株。近年来对深海热液喷口微生物群落的16S rRNA 测序分析以及荧光探针原位杂交发现，Epsilon-变形菌纲的细菌占到了整个群落组成的90%，是深海热液喷口富集的主要微生物类群，在海洋生物地球化学循环中发挥着重要作用。细菌的趋化作用是细菌根据环境中物质浓度的变化，趋向有利环境逃避有害环境的一种普遍作用方式。为适应深海复杂多变的极端环境，Epsilon-变形菌进化出强大的趋化作用系统。Epsilon-变形菌的趋化系统除了具有经典的趋化系统中核心的磷酸化－去磷酸化信号转导蛋白外，还进化出额外的蛋白以增强其环境适应能力，例如ChePep（Chemotaxis Protein unique to Epsilon-proteobacteria）。本论文第二部分首先对Epsilon-变形菌纲进行系统发育分析：选取Epsilon-变形菌纲的代表性菌株，基于其16S rRNA序列构建进化树，明确了该纲所包含的主要种属，调查了其特有的趋化蛋白ChePep在整个纲中的分布，确定了ChePep的功能对这个类群的细菌非常重要；然后以Epsilon-变形菌的模式菌株空肠弯曲杆菌（Campylobacter jejuni 81-176）为研究对象，对Epsilon-变形菌特有的趋化蛋白ChePep进行功能研究，解析其在趋化系统中的作用机制。实验结果表明：1、ChePep影响细菌的趋化运动和运动方向改变的频率；2、经典REC domain中磷酸化的关键位点---ChePep第46位的天冬氨酸（D）对于蛋白功能至关重要；3、ChePep在趋化系统中可以被磷酸激酶CheA磷酸化，磷酸化后的ChePep可以被磷酸酶CheZ去磷酸化，因此ChePep起到分流磷酸基团的作用；4、ChePep与磷酸激酶CheA和磷酸酶CheZ的相互作用依赖于其N端的 REC domain（可以接受磷酸基团的功能域），所以REC domain是其参与趋化信号转导过程的关键功能域。本论文对Epsilon-变形菌特有蛋白ChePep的功能解析，帮助我们认识Epsilon-变形菌对复杂多变的极端环境的趋化适应的内在机制，也为针对这个纲的微生物资源的开发利用奠定了基础。 |
| 源URL | [http://ir.scsio.ac.cn/handle/344004/18090]  |
| 专题 | 南海海洋研究所_学位论文（硕士） |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 臧扬. 嗜热油菌纲的系统发育分析以及Epsilon-变形菌纲的特有蛋白ChePep的功能研究[D]. 南海海洋研究所. 2019. |
入库方式： OAI收割
来源：南海海洋研究所
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