基于比较蛋白质组学方法对乳杆菌耐盐机理的研究

为满足风味品质或特殊工艺要求，某些发酵食品在生产中往往会形成高盐环境，只有能够承受高盐环境胁迫的乳酸菌，才能更好地发挥其发酵作用。然而，乳酸菌的耐盐机理，至今仍不甚明确。本项目利用蛋白质组学、基因组学及生物信息学研究技术和方法，以筛选自东北传统自然发酵酸菜中的耐盐和不耐盐乳杆菌菌株作为研究对象，分别建立菌体全蛋白和细胞膜蛋白在不同盐浓度胁迫下的蛋白质组双向电泳表达谱，并与标准菌株进行对照比较，通过图谱图像分析软件进行定性和定量分析，找出耐盐相关差异表达蛋白质，再应用质谱技术和数据库检索以及生物信息学数据分析等，初步鉴定和判断出耐盐乳杆菌耐盐相关蛋白及其相应基因的代谢调控，同时采用实时定量荧光qRT-PCR技术进行验证，进而从分子水平上探讨乳杆菌耐盐机理。该项目的实施，为阐明乳杆菌耐盐机理，定向选育和改造优良工业菌株，有效挖掘、开发和利用我国乳酸菌宝贵资源奠定理论基础。

项目从自主建立的东北地区发酵食品乳酸菌菌种资源库中，分离筛选到三株具有优良耐盐特性的乳杆菌Lactobacillus plantarum JL-5、Lactobacillus paracasei LN-1和Lactobacillus acidipiscis WW，并利用优化的双向电泳技术、质谱技术和qRT-PCR技术，从分子水平上对乳杆菌的耐盐机理进行了系统的研究。结果表明，L.plantarum JL-5在盐胁迫下的反应应激机制复杂，主要与肽聚糖合成相关蛋白质、细胞分化蛋白质、肽酶和小分子热休克蛋白质及其基因的表达有密切关系，并通过调控MurC、MurD、MurQ和GlmU蛋白质和基因的表达上调，加强肽聚糖的合成以加固细胞壁。L. paracasei LN-1的耐盐特性则与脂肪酸合成相关蛋白质和热休克蛋白质DnaK、GroEL和sHSP有密切关系。L. acidipiscis WW中参与脂肪酸合成的相关蛋白FabG、GTPase、膜相连Clp蛋白等与其耐盐性密切相关。这为进一步进行优良耐盐乳杆菌发酵剂菌种定向选育和改良提供了理论依据。