嗜熱微生物熱穩(wěn)定與熱適應(yīng)機(jī)制的研究.pdf

1、地球上的生命具有強(qiáng)大的適應(yīng)能力。大部分生物的生存溫度范圍在20℃~50℃，還有很多生物可以在50℃以上的高溫或者20℃以下的低溫環(huán)境中生長(zhǎng)。生長(zhǎng)溫度在+46℃以上的被稱(chēng)為嗜熱微生物。嗜熱微生物的熱適應(yīng)機(jī)制一直都是人們非常關(guān)注的問(wèn)題。得益于微生物基因組序列數(shù)據(jù)的積累以及生物信息學(xué)的發(fā)展，我們可以從基因組和蛋白質(zhì)組的角度來(lái)探討嗜熱微生物的熱穩(wěn)定和熱適應(yīng)機(jī)制。
　　前人對(duì)于微生物嗜熱機(jī)制的研究多局限于對(duì)某一種蛋白家族的序列或結(jié)構(gòu)的分析。

2、但是到目前為止，已經(jīng)積累了大量的微生物基因組序列信息。因此，我們決定從微生物全基因組和全蛋白質(zhì)組的角度，來(lái)綜合地分析蛋白質(zhì)和氨基酸對(duì)嗜熱微生物熱穩(wěn)定和熱適應(yīng)的影響，以及嗜熱微生物蛋白功能的演化。本論文首先選取了526個(gè)細(xì)菌的全蛋白質(zhì)組序列，利用雙向比對(duì)的方法找出全部的同源蛋白，從蛋白的序列組成方面入手分析熱穩(wěn)定和熱適應(yīng)的機(jī)理。結(jié)果表明嗜熱微生物在蛋白質(zhì)的氨基酸組成上存在偏好性。通過(guò)對(duì)蛋白的功能和COG分析發(fā)現(xiàn)，嗜熱微生物中特有的一些蛋白

3、質(zhì)，更多地參與細(xì)胞生物信息的存儲(chǔ)與處理過(guò)程。最后還對(duì)這些蛋白的結(jié)構(gòu)做了分析。
　　此外，本論文還研究了氨基酸的穩(wěn)定性在嗜熱微生物熱穩(wěn)定和熱適應(yīng)方面的貢獻(xiàn)。通過(guò)考察297個(gè)原核微生物基因組中氨基酸含量與最適生長(zhǎng)溫度（OGT）之間的相關(guān)性來(lái)衡量氨基酸穩(wěn)定性在生物熱適應(yīng)中所起到的作用。我們的研究發(fā)現(xiàn)除了DNA和蛋白質(zhì)穩(wěn)定性對(duì)熱適應(yīng)的作用之外，氨基酸的穩(wěn)定性也是嗜熱微生物熱適應(yīng)的決定因素之一。這些發(fā)現(xiàn)不僅為前人提出的假設(shè)提供了進(jìn)一步的證據(jù)