【客户文章 IF3.571】Label-free解析节杆菌降解苦马豆素的关键机制

来自APT客户发表文章，所有实验及生信部分均在中科新生命完成。

 

Degradation of Swainsonine by the NADP-DependentAlcohol Dehydrogenase A1R6C3 in Arthrobacter sp. HW08

 

研究背景：苦马豆素是存在于紫云英中的一种主要毒素。前期研究发现节杆菌Arthrobacter sp. HW08或其酶初提物能够有效降解苦马豆素，但其分子机制不明。本研究利用蛋白质组学工具解析了Arthrobacter sp. HW08降解苦马豆素的关键机制。

 

样本来源： Arthrobacter sp. HW08 对照组  vs.  Arthrobacter sp. HW08 苦马豆素刺激组

 

技术：Label free，三个生物学重复

 

 

研究结果：

 

1. 共鉴定出2044个蛋白质，129个差异蛋白质。这些差异蛋白与代谢过程及分子催化活性等功能有关。

 

差异表达蛋白质的GO功能分析

 

差异蛋白质的KEGG通路分析Bioinformatics analysis of differentially expressed protein.

 

 

2. 转录层面验证表达差异。选出11个具有催化活性且参与至少3个生物过程的差异蛋白，进行了PCR表达验证。

Validationof SW-degradation relevant differentially expressed proteins.

 

3. 验证相关酶的降解功能。挑选出转录表达差异最大的3个代表性酶：A1R5X7,A0JZ95和A1R6C3，转染入E. coliBL21(DE3) 细胞，并验证转染相关酶基因后E. coli降解苦马豆素的活性和效率。

Screeningand expression of critical SW‐degradation genes. (A) SDS-PAGE ofinduced proteins; (B) GC analysis of SW degradation by E. coli BL21 (DE3) cellstransformed with pET32α-AAur_2040, pET32α-AAur_1890, and pET32α-Arth_2986; (C)Time course of monitoring SW content in supernatant among differentexperimental groups. E. coli BL21 (DE3) cells transformed with pET32α-AAur_2040,pET32α-AAur_1890, and pET32α-Arth_2986 were compared with strain HW08 and E.coli BL21 (DE3) cells control. Values are the mean from triplicates ofindependent experiments at each time point; error bars indicate standarddeviation.

 

结果显示：相比于Arthrobactersp. HW08，转染了A1R6C3 的E. coli的降解效率可达到50.1%, 转染了A1R5X7和A0JZ95的E. coli降解效率分别达到13.9%和8.2%。

 

小编心得：本篇是一类很典型的利用蛋白质组学技术解析生物体降解毒物机制的研究，通过前期蛋白质组学层面的差异筛选并结合生物信息工具，挑选出了具有潜在作用的关键蛋白，最后进行降解活性验证。值得注意的是：作者最终鉴定到的具有最强降解活性的A1R6C3，其在初期的蛋白质组学分析中的表达倍数差异并非特别地显著。该示例也提醒各位老师，蛋白质组学扮演的是一个初步筛选和数据挖掘的有效工具，我们在选择差异表达蛋白的界定标准时不可墨守成规。