嗜熱微生物熱穩(wěn)定與熱適應機制的研究.pdf

1、地球上的生命具有強大的適應能力。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。生長溫度在+46℃以上的被稱為嗜熱微生物。嗜熱微生物的熱適應機制一直都是人們非常關注的問題。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的發(fā)展，我們可以從基因組和蛋白質組的角度來探討嗜熱微生物的熱穩(wěn)定和熱適應機制。
　　前人對于微生物嗜熱機制的研究多局限于對某一種蛋白家族的序列或結構的分析。

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組的角度，來綜合地分析蛋白質和氨基酸對嗜熱微生物熱穩(wěn)定和熱適應的影響，以及嗜熱微生物蛋白功能的演化。本論文首先選取了526個細菌的全蛋白質組序列，利用雙向比對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)定和熱適應的機理。結果表明嗜熱微生物在蛋白質的氨基酸組成上存在偏好性。通過對蛋白的功能和COG分析發(fā)現(xiàn)，嗜熱微生物中特有的一些蛋白

3、質，更多地參與細胞生物信息的存儲與處理過程。最后還對這些蛋白的結構做了分析。
　　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)定和熱適應方面的貢獻。通過考察297個原核微生物基因組中氨基酸含量與最適生長溫度（OGT）之間的相關性來衡量氨基酸穩(wěn)定性在生物熱適應中所起到的作用。我們的研究發(fā)現(xiàn)除了DNA和蛋白質穩(wěn)定性對熱適應的作用之外，氨基酸的穩(wěn)定性也是嗜熱微生物熱適應的決定因素之一。這些發(fā)現(xiàn)不僅為前人提出的假設提供了進一步的證據(jù)