Lon1蛋白酶参与耐辐射异常球菌高温胁迫及细胞分裂的功能研究
Biotechnology Bulletin（2022）
摘要
Lon是一类广泛存在于生物体内的蛋白水解酶,其通过水解受损及无用蛋白,防止蛋白聚集造成的细胞伤害,在胞内氨基酸周转再利用中发挥重要作用.极端微生物耐辐射异常球菌(Deinococcus radiodurans R1)的超强非生物胁迫耐受性与其拥有功能强大的胞内蛋白质稳态系统密切相关.而Lon作为蛋白水解系统的重要组成部分,在耐辐射异常球菌中的功能分析还未见具体报导.因此本研究以耐辐射异常球菌Lon1蛋白酶为研究对象,分析其逆境胁迫下的功能.结果显示lon1基因的转录受高温诱导,48℃高温胁迫蛋白组学分析显示,lon1的缺失使多个分子伴侣蛋白、参与膜功能和转运蛋白以及与DNA修复、转录调控、能量代谢等相关的蛋白表达量发生显著上调;lon1的缺失使5个参与细胞形态建成的蛋白表达量显著下调,电镜结果证实lon1缺失使细菌分裂异常,形成巨型细胞,细胞膜发生严重的损伤;非生物胁迫冲击实验发现,lon1的缺失使耐辐射异常球菌对0.2 mol/L NaCl以及48℃高温敏感.研究表明Lon1蛋白酶主要参与耐辐射异常球菌的细胞形态建成,并在适应高温等胁迫中发挥功能.
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