蛋白质组学,还可以这样玩?

2023-05-10 14:56:27

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小编前段时间读到一篇文献,实验思路是从蛋白质组角度去研究有机废弃物的沼气生成率,研究思路新颖,对于提高经济效益具有指导意义,也使我们看到了蛋白质组学更为广阔的应用前景,特来和大家分享一下~~

iTRAQ quantitative proteomic analysis reveals the pathways for methanation of propionate facilitated by magnetite

iTRAQ 定量蛋白质组学分析揭示了磁铁矿促进丙酸盐甲烷化

研究对象:导电磁铁矿对厌氧丙酸盐降解的影响

期刊:Water Research

影响因子:6.942

发表单位:复旦大学

关键词:甲烷,丙酸盐,iTRAQ 定量蛋白质组学分析


研究背景

微生物厌氧消化有机废弃物可以产生沼气。丙酸是厌氧降解有机废物的关键代谢物。丙酸氧化细菌(POB)仅在低H2浓度条件下才可以进行厌氧丙酸氧化。最近的研究表明,添加导电材料(如磁铁矿)可以提高有机物(如乙酸,乙醇)的厌氧降解速率。本研究通过iTRAQ 定量蛋白质组学研究添加磁铁矿前后,厌氧丙酸降解代谢途径的变化。


方法流程


研究结果

1. 磁铁矿促进丙酸降解,甲烷生成

这项研究通过气相色谱分析气体的组成,并通过HPLC 测定培养基中乙酸盐,丙酸盐等的浓度。还原气体检测器(Trace Analytical RGD2)用于测定液相中的H2浓度。数据证明磁铁矿能促进丙酸降解,甲烷生成;磁铁矿促进的丙酸盐的甲烷化不影响H2 的消耗速率。


2. 宏基因组分析

磁铁矿的加入导致与DIET 相关的变形菌门和厚壁菌门的相对丰度略高。但是基于DNA 分析不能揭示由添加磁铁矿引起的实际代谢途径变化,因而后续研究进一步进行了蛋白质组学分析。

图1. 物种分类热图

3. 蛋白质组分析

鉴定到9882 个蛋白,470 个差异蛋白,通过差异蛋白GO/KEGG 富集分析发现,磁铁矿直接或间接地诱导了丙酸向甲烷转化过程中蛋白质表达水平的变化。总体而言,磁铁矿的加入诱导了参与丙酸降解的关键酶的上调表达,并且还鉴定了与DIET 相关的可能的蛋白质(细胞色素c 氧化酶)。

图2. 上调或下调蛋白质的数量


4. 磁铁矿促进丙酸的甲烷化机理

通过DIET和IHT以及氢营养型甲烷菌共同实现了丙酸盐甲烷化。

图3. 磁铁矿促进了丙酸的甲烷化机理


蛋白质组学在近十几年得到了飞速的发展,应用领域也逐步从基础研究,向精准医疗,甚至工业应用转化,应用范围越来越广泛。未来让我们一起见证蛋白质组学越来越丰富且成熟的应用前景吧~~


参考文献

Jing Y, Wan J, Angelidaki I, et al. iTRAQ quantitative proteomic analysis reveals the pathways for methanation of propionate facilitated by magnetite.[J]. Water Research, 2017, 108:212.


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