分子植物育种
(
网络版
), 2016
年
,
第
14
卷
,
第
1080-1086
页
Fenzi Zhiwu Yuzhong (Online), 2016, Vol.14, 1080-1086
Copyright © 2016 BioPublisher 1082
表达下调蛋白
43
个
(
上调倍数
≤0.833
，
P≤0.05)
。
图
3
嗜根考克氏菌蛋白质丰度分布
Figure 3 Distribution of protein abundance in
K. rhizophila
1.5
差异表达蛋白的
GO
功能显著性富集分析
差异表达蛋白的
GO
功能显著性富集分析给出
差异表达蛋白与哪些生物学功能显著相关。在筛选
到的
149
个差异蛋白中，
9
个显著性富集为细胞组
件
(Cellular component)
，
66
个显著性富集为分子功
能
(Molecular function)
，
47
个显著性富集为生物学
途径
(Biological process) (
表
1)
。根据
GO
功能显著
性富集分析可知，发现一个与细菌细胞壁肽聚糖合
成相关的上调蛋白
MurG (Accession
：
gi|752628268
|ref|WP_041297629.1|)
，其上调倍数为
1.224
。
1.6
差异表达蛋白的
RT-PCR
验证
选择
16S rRNA
为内参基因，采用
RT-PCR
技
术分析了抗生素
JX
作用下嗜根考克氏菌细胞壁肽
聚糖合成相关的
MurG
蛋白
mRNA
表达水平。在抗
生素
JX
作用下，嗜根考克氏菌
MurG
的
mRNA
相
对表达含量为
16.56
，大于
1
。
2
讨论
核苷类抗生素根据其结构的不同，可以分为碱
基类似物、简单核苷类、酰基核苷类、糖基核苷类、
核苷酸类等，其中糖基核苷类抗生素、结构复杂的
酰基核苷类通常影响细胞壁多糖、蛋白质等各种生
物大分子的合成，或者影响细胞的分裂，而结构简
单核苷类抗生素、简单的碱基类似物可能影响核酸
的合成
(Sino, 1988; Rachakonda and Cartee, 2004;
Winn et al., 2010; Isono, 1991)
。本研究研究的炭样
小单孢菌
JXNU-1
所产抗生素
JX
经初步分析为一
核苷类抗生素，从抗生素
JX
作用下的嗜根考克氏
菌细胞形态来看
(
图
1)
，抗生素
JX
抑制了嗜根考克
氏菌的细胞分裂；与此同时，实验发现，抗生素
JX
作用下的嗜根考克氏菌细胞的细胞壁含量升高，应
该说这是一个值得进一步研究的发现。
iTRAQ
技术与传统双向凝胶电泳相比，具有分
辨率高、重复性好的优点，它可以鉴定任何类型的
蛋白质，并且可同时定量多达
8
个样品。本研究采
用
iTRAQ
技术对抗生素胁迫下嗜根考克氏菌的蛋
白质组进行分析，从蛋白质组学角度揭示炭样小单
孢菌
JXNU-1
所产核苷类抗生素
JX
对嗜根考克氏
菌细胞壁合成影响。在抗生素
JX
作用下，嗜根考
克氏菌细胞中有
149
个蛋白发生差异表达，其中
106
个表达上调，
43
个表达下调蛋白。在上调蛋白中发
现一个和细菌细胞壁肽聚糖合成相关的蛋白
MurG(Accession:gi|752628268|ref|WP_041297629.1|)
，
其上调倍数为
1.224
，这一结果通过实时荧光定量
PCR
得到印证。
细菌细胞壁主要成分是肽聚糖，它能够保护细
菌免受外来物质侵扰
(Koch, 2003)
，同时是很多药物
的靶标。肽聚糖的生物合成过程，根据其在细菌中
的功能区域不同，可分为三个阶段
(Silver, 2006)
，
第一个阶段在细胞质中进行，合成
UDP-NAMA-
五
肽；第二阶段在细胞膜上进行，包括
NAG
与
NAMA-
五肽结合形成肽聚糖单体以及类脂载体的再生；第
三阶段在细胞壁上进行
,
肽聚糖链通过肽链间的连
结发生交联
(
武大雷和沈旭
, 2008)
。本研究采用
iTRAQ
技术分析获得一个参与细胞壁肽聚糖合成
的差异表达蛋白
MurG
，该蛋白被鉴定为上调蛋白。
在炭样小单孢菌
JXNU-1
所产核苷类抗生素
JX
作
用下，细胞壁肽聚糖合成相关基因
murG
大量表达，
从而导致肽聚糖大量生物合成，细胞壁含量增加。
另外有文献报道，
MurG
与细胞分裂有关，对细胞
形态也有影响
(Tamimount et al., 2007; Gupta et al.,
2015)
。但有关炭样小单孢菌
JXNU-1
所产核苷类抗
生素
JX
如何促进
MurG
表达，及相互作用的分子
机制还不清楚。
总结以上，可以认为，炭样小单孢菌
JXNU-1
产抗生素
JX
通过抑制嗜根考克氏的细胞分裂而抑
制细菌的生长，同时，嗜根考克氏菌在抗生素
JX
的作用下通过促进细胞壁的合成以阻止抗生素
JX
进入细胞，达到保护自身细胞的作用。当然，这一
现象是否具有普遍性，以及嗜根考克氏菌在抗生素
JX
的作用下如何促进
MurG
的表达，进而促进细胞
肽聚糖的合成还有待于进一步研究。
