蓝藻外膜应答高pH胁迫的蛋白质鉴定及其功能研究

蓝藻是地球上最早出现的光合自养生物，由于起源于地球形成的早期，环境恶劣，使蓝藻进化出了超常的逆境适应能力。大多数蓝藻都具有耐碱性，对蓝藻适应高pH胁迫的分子机制进行研究，是促进或控制蓝藻生长与繁殖的有效途径。在前期的工作中，我们重点研究了集胞藻质膜应答高pH胁迫的蛋白质表达模式和代谢网络，获得了一系列重要发现。蓝藻的外膜是细胞与外界环境直接相连的有机界面，对外膜应答高pH胁迫的蛋白质组进行研究，不仅是对前期工作的延续，也是系统阐释环境信号识别以及碱胁迫适应机制的重要内容。本项目拟以集胞藻6803为实验材料，通过生物化学方法分离纯化亚细胞组分，并重点研究蓝藻细胞外膜应答高pH值胁迫的蛋白质组变化，发现响应高pH胁迫的蛋白质分子，并采用已经建立的反向遗传学方法进一步研究新发现蛋白的功能，系统阐释蓝藻外膜应答高pH胁迫的蛋白质代谢网络特征及分子调控机理。

大多数蓝藻都具有耐碱性，能够在中性至碱性pH范围内生存，pH最高可达10甚至11。对蓝藻适应高 pH胁迫的分子机制进行研究，是促进或控制蓝藻生长与繁殖的有效途径。蓝藻外膜是细胞与外界环境直接相连的有机界面，也是环境信号传递的原初位点，在本研究中，我们通过生物化学方法分离纯化集胞藻6803的外膜组分，对外膜组分的质谱鉴定和转录水平分析发现，高pH处理前后的外膜蛋白在表达水平上存在明显的差异。同时，有部分新蛋白首次被在外膜中鉴定到，为进一步研究提供了理想的材料。另外，我们的研究还发现，高pH胁迫影响了集胞藻6803光系统的活性；某些调节蛋白可能参与该胁迫应答。这些研究结果为更好地理解蓝藻应答高pH胁迫的分子机制、揭示相关蛋白的功能提供了理论依据。