Acidithiobacillus ferrooxidans ATCC23270硫活化相关胞外蛋白质研究
金属硫化矿的生物浸出过程中，元素硫的累积形成钝化膜，阻碍了金属离子的进一步浸出。嗜酸氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans，A.ferrooxidans）能通过生物氧化有效消解和利用硫化矿分解过程中产生的元素硫，同时不断补充浸出过程消耗的质子促进金属离子的不断浸出。嗜酸氧化亚铁硫杆菌对元素硫的氧化是一个错综复杂的过程，包括对元素硫的活化、转运与生物氧化等。这里，嗜酸硫杆菌的对元素硫的活化是硫氧化系统中的首要步骤，也是开展硫氧化系统研究必须要解决的瓶颈问题。
因此本文开展嗜酸氧化亚铁硫杆菌细胞胞外蛋白质的筛选、鉴定与活化功能验证的研究。通过这些研究，找到嗜酸氧化亚铁硫杆菌胞外与元素硫作用的巯基蛋白，为阐明硫的生物氧化过程和金属硫化矿的生物浸出机理提供基础数据。具体内容包括以下三个内容：
（1）不同基质（S0/Fe2+）中嗜酸氧化亚铁硫杆菌胞外蛋白质差异表达谱研究：
通过水浴加热法分别提取元素硫和亚铁基质中A.ferrooxidans胞外蛋白质，利用2-D电泳建立了元素硫和亚铁能源基质中A.ferrooxidans胞外蛋白质差异电泳图谱，采用MALDI-TOF/MS鉴定了18个在元素硫中表达上调的胞外蛋白质。通过与A.ferrooxidans ATCC 23270基因库中蛋白和基因信息比对发现其中12个是属于未知蛋白质，以及6个分子量较小的多肽序列中含有相对丰富的半胱氨酸残基（Cys）。
（2）嗜酸氧化亚铁硫杆菌硫活化相关胞外蛋白质基因的分析和验证：
结合已有的研究结果和A.ferrooxidans全基因组基因信息，采用实时定量PCR （Real-time PCR）方法对10个可能与硫活化相关的基因进行转录水平表达差异研究。结果表明，与亚铁中生长的A.ferrooxidans菌相比，元素硫中生长细菌硫活化相关基因的相对表达量明显上调，其中AFE 2537和AFE 0927的表达量分别达到141.1和214.3倍，其他基因的表达量也明显有所上调。这证明了A.ferrooxidans中这些基因与元素硫的活化氧化的关联性。
（3）嗜酸氧化亚铁硫杆菌硫活化相关胞外蛋白质表达纯化及功能验证：
对A.ferrooxidans与吸附相关的菌毛蛋白（AFE_2621：pilin，putative）基因AFE_2621进行克隆与原核表达。利用硫的K边XANES光谱对胞外蛋白样品及纯化表达的菌毛蛋白样品进行分析，结果表明样品中富含巯基的氨基酸主要是半胱氨酸。这是在国内外首次从蛋白质和硫的化学形态层面证明了富含巯基蛋白在单质硫的活化氧化过程中扮演重要角色。
嗜酸氧化亚铁硫杆菌;硫活化;胞外蛋白质;实时定量PCR;菌毛蛋白
中南大学
硕士
微生物学
夏金兰
2009
中文
Q939.106
78
2009-12-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）