来源于深海热液区嗜热古菌Palaeococcus sp.T341硫还原代谢的适应机制研究

硫还原是深海热液系统微生物参与的非常重要的生物地球循环。异养嗜热古菌（如热球菌目）参与深海热液系统硫还原（包括单质硫和硫铁矿）代谢的相关适应机制尚不明确。本项目以分离于西南印度洋洋中脊热液区嗜热古菌Palaeococcus sp.T341为研究对象，研究该菌株的特殊生理特性和对各类硫化物的还原代谢能力。并采用蛋白质组学的方法分析有无硫化物，有无高压的培养条件下蛋白质谱表达差异，进一步对差异蛋白的代谢途径、转录水平、调控元件进行分析。研究结果阐明其在深海特殊环境下参与硫还原的特殊生理适应机制和分子适应机制。研究结果将有助于认识深海微生物的环境适应性机制及微生物在生物地球化学循环中的重要作用。

硫还原是深海热液系统微生物参与的非常重要的生物地球循环。异养嗜热古菌（如热球菌目）参与深海热液系统硫还原代谢的相关机制尚不明确。本项目以分离于东太平洋热液区超嗜热古菌Palaeococcus pacificus DY20341T为研究对象，采用了基因组学、转录组学、蛋白质组学方法，系统分析了在有无单质硫作为电子受体的培养条件下，菌株DY20341T的基因和蛋白表达差异，并构建了其代谢调控方式，从而阐明其在环境中的适应机制。研究结果表明，单质硫作为电子受体可以加速菌株DY20341T的生长和生物量。当菌株DY20341T利用单质硫作为电子受体时，加强了膜上氢酶MBX和胞内氢酶SulfⅠ的合成和表达；金属离子(包括Fe2+，Fe3+，Ni+/Co+)转运增强，含[Fe-S]蛋白结合域的蛋白（即具有传递电子功能的蛋白）增加；一类新的ATPase表达明显增强。当没有单质硫作为电子受体时，菌株DY20341T加强了蛋白质和碳水化合物的利用，如蛋白质/糖类转运加快、鞭毛表达加强；辅酶(如核黄素，硫胺素，钴胺素)的合成和转运加强；大量ATPase表达加快。