嗜酸氧化亞鐵硫桿菌中金屬抗性相關基因的克隆及轉錄表達差異性研究.pdf

1、在Acidithiobacillus ferrooxidans(A.ferrooxidans) ATCC23270的全基因組中許多基因被注釋為金屬轉運體或結合蛋白，本文選取六個與金屬轉運和結合相關的基因(afe_0654，afe_0671，afe_0674，afe_1143，afe_1144和afe_2126)，研究它們在Mn2+，Zn2+和Cd2+刺激下mRNA的轉錄水平，為研究A.ferrooxidans耐受高濃度金屬離子的分子機制

2、奠定基礎。
　　 克隆實驗表明目標基因存在于A.ferrooxidans DC中，測序及比對結果表明A.ferrooxidans DC中六個基因的序列與A.ferrooxidansATCC23270對應的基因的序列一致。生物信息學分析表明afe_0654編碼重金屬結合蛋白;afe_0671和afe_1144編碼屬于CzcA家族的十二次跨膜的重金屬外排泵蛋白;afe_0674編碼重金屬外排系統(tǒng)蛋白;afe_1143編碼位于細胞質膜

3、外側的重金屬外排轉運體;afe_2126編碼位于細胞膜上的跨膜十一次的屬于金屬轉運體蛋白，屬于二價陽離子轉運體蛋白NRAMP（natural resistance-associated macrophage protein）家族。細菌中CzcA是復合物CzcCBA的組分，化學滲透復合物CzcCBA是由CzcC（小的外膜蛋白），CzcB（連接CzcA與CzcC形成一個連續(xù)的從細胞質到胞外的通道的周質耦合蛋白）和CzcA（一個大的內膜蛋白）

4、組成一個內外膜通道。另外，作為離子/質子交換載體外排Cd2+，Zn2+和Co2+的CzcCBA復合物是金屬抗性家族RND(for Resistance, Nodulation and Division)的成員。
　　 A.ferrooxidans DC對Mn2+，Zn2+和Cd2+的最大耐受濃度的測定。耐受實驗表明在亞鐵作為能源物質時A.ferrooxidans DC對Mn2+，Zn2+和Cd2+的最大耐受濃度分別是0.52，0

5、.42和0.16 mol/L。硫粉作為能源物質時A.ferrooxidans DC對Mn2+，Zn2+和Cd2+的最大耐受濃度分別0.38，0.14和0.08mol/L。耐受實驗表明亞鐵作為能源物質時A.ferrooxidans DC耐受更高濃度的金屬離子。三種金屬離子對A.ferrooxidans DC的毒性依次是Cd2+＞Zn2+＞Mn2+。
　　 實驗中采用real-time quantitative PCR(RT-qPC

6、R)來研究A.ferrooxidans DC在Mn2+，Zn2+和Cd2+刺激下目標基因的差異性表達。結果顯示在Mn2+刺激下亞鐵作為能源物質時目標基因均上調。在Zn2+刺激下亞鐵作為能源物質時afe_0654和afe_0674下調，其余基因上調;以硫粉作為能源物質時目標基因均上調。在Cd2+刺激下afe_2126下調，其余基因上調。根據RT-qPCR的結果我們推測afe_0671，afe_1143，afe_1144和afe_2126編