克雷伯氏菌Z3还原Cr(Ⅵ)的细胞定位及相关功能蛋白分析

作者：曹子敬; 张智超; 高明; 杜文涛; 张继冉; 张世敏; 吴坤; 徐淑霞^*

来源：河南农业大学学报, 2021, 55(04): 736-743.

DOI：10.16445/j.cnki.1000-2340.20210423.002

• 克雷伯氏菌
• 铬
• 三价铬
• 六价铬
• 还原机制
• 细胞定位
• 功能蛋白

为了探究微生物还原Cr(Ⅵ)的细胞定位以及还原过程中相关蛋白的功能,以嗜碱性Cr(Ⅵ)高效还原细菌克雷伯氏菌(Klebsiella sp.)Z3为研究对象,结合扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)、X射线光电子能谱分析(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)、能量色散X射线谱(energy dispersive spectroscopy, EDS)以及双向电泳联合质谱,考察了铬(Cr)在菌株Z3内的分布特征、细胞各组分对Cr(Ⅵ)的还原能力以及Cr胁迫条件下菌株Z3的全细胞蛋白表达差异。结果表明,100 mg·L-1 Cr(Ⅵ)处理组,菌体胞外多聚物、细胞膜、细胞壁和细胞质的总Cr质量浓度分别为8.00、1.49、1.84和3.05 mg·L-1。细胞各组分的还原能力由高到低依次为胞外多聚物>细胞质>细胞膜>细胞壁。SEM结果表明,菌体还原Cr(Ⅵ)的主要位置为胞外多聚物。还原过程及还原结束菌体细胞的EDS检测结果进一步证明,Cr(Ⅵ)的还原过程发生在胞外。XPS分析表明,Cr(Ⅵ)被还原为Cr(Ⅲ),产生的蓝灰色沉淀为Cr(OH)3。双向电泳联合质谱对相关功能蛋白的鉴定结果表明,Cr(Ⅵ)胁迫条件下,菌株Z3有23个蛋白的表达量上调1.5倍以上,功能上分别聚类于蛋白质合成、能量代谢、氨基酸代谢、胁迫应答、免疫应答、信号传导和脂肪酸代谢共7大类。

• 出版日期2021
• 单位生命科学学院; 河南农业大学