嗜酸乳桿菌NCFM雙精氨酸分泌信號肽蛋白的預(yù)測分析

朱德全 王茗悅 姚嘉 張躍華 韓誠武 盧偉 欒積毅 劉向東

摘要[目的] 對嗜酸乳桿菌NCFM中Tat途徑分泌信號肽蛋白進行預(yù)測分析。[方法] 以嗜酸乳桿菌NCFM基因組序列為對象，采用SignalP4.0、LipoP1.0、TatP 軟件分析該菌株基因組中的雙精氨酸途徑分泌信號肽蛋白。[結(jié)果] 嗜酸乳桿菌NCFM中有酶切位點也有motif的Tat途徑信號肽蛋白94個。[結(jié)論] 對嗜酸乳桿菌NCFM中Tat途徑分泌信號肽蛋白的預(yù)測分析，為進一步分析該菌胞外蛋白的分泌機制打下基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞嗜酸乳桿菌NCFM；基因組；信號肽蛋白；Tat分泌途徑

中圖分類號S188文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）14-0129-03

Abstract[Objective] To predict their signal peptide proteins secreted by Tat pathway in Lactobacillus acidophilus NCFM.[Method] The genome sequences of L.acidophilus NCFM were used to predict to secretory proteins of Tat pathway and functional analysis by using SignalP4.0，LipoP1.0，TatP.[Result] There were 94 proteins containing cleavage site of enzyme and motif of Tat pathway in L.acidophilus NCFM.[Conclusion] These results lay the foundation for analyzing the secretion mechanism of extracellular protein in L.acidophilus NCFM.

Key wordsLactobacillus acidophilus NCFM；Genome；Signal peptide proteins；Tat secretion pathway

嗜酸乳桿菌NCFM（Lactobacillus acidophilus NCFM）是一株分離自人體腸道的重要商業(yè)化益生菌株，經(jīng)常以益生菌的形式應(yīng)用在嬰兒配方乳粉、酸奶和液態(tài)乳制品中。2005年Altermann 等[1]對該菌株進行了全基因組測序，該菌株基因組全長為1.99 Mb，G+C含量為34.7%，1 927個基因，1 832個編碼蛋白。

細菌的分泌蛋白在介導(dǎo)菌體與宿主細胞黏附定殖、與外界環(huán)境相互作用方面扮演重要的作用[2-3]。細菌蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)合成后，通過不同的途徑跨膜分泌到細胞外。Sec 途徑是細菌蛋白分泌跨膜轉(zhuǎn)運的主要途徑，而雙精氨酸轉(zhuǎn)運（twinarginine translocation，Tat） 途徑是另外一個蛋白分泌跨膜轉(zhuǎn)運系統(tǒng)，該系統(tǒng)的特征是在分泌蛋白的信號肽中含有一個高度保守的雙精氨酸基序。Tat途徑的優(yōu)點是它只分泌已正確折疊的蛋白，從而保證了分泌產(chǎn)物在結(jié)構(gòu)上的正確性[4]。但目前在NCFM中還未見大規(guī)模地分析鑒定這類分泌蛋白。筆者以嗜酸乳桿菌NCFM全基因組序列為研究對象，用SignalP4.0、LipoP1.0、TatP 軟件分析該基因組中Tat途徑信號肽蛋白和分泌信號肽的特征，為進一步分析該菌胞外蛋白的分泌機制奠定基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1材料美國國立生物技術(shù)信息中心（NCBI）GenBank公布的嗜酸乳桿菌NCFM基因組序列的編碼蛋白質(zhì)，GenBank 的登錄號是NC_006814.3。

1.2方法采用SignalP 4.0（http：//www.cbs.dtu.dk/services/SignalP） 和LipoP1.0（http：//www.cbs.dtu.dk/services/LipoP/）軟件分析該菌株的Sec途徑分泌蛋白[5]。利用TatP軟件（http：//www.cbs.dtu.dk/services/TatP）預(yù)測Tat途徑的分泌蛋白。TatP軟件預(yù)測為陽性，而SignalP 4.0和LipoP1.0預(yù)測為陰性的蛋白，才被歸類為Tat途徑的分泌信號肽蛋白。

2結(jié)果與分析

該研究先后使用3種軟件對嗜酸乳桿菌NCFM基因組中的1 832個蛋白進行Tat信號肽蛋白的預(yù)測分析，有酶切位點也有motif的Tat信號肽蛋白94個（表1）。

3討論與結(jié)論

分泌蛋白是微生物吸收營養(yǎng)物質(zhì)、適應(yīng)外界環(huán)境和細菌與宿主相互作用的物質(zhì)基礎(chǔ)。盡管Sec途徑是細菌中蛋白分泌跨膜轉(zhuǎn)運的主要途徑，但是Tat途徑只轉(zhuǎn)運折疊正確的蛋白質(zhì)，產(chǎn)物更加穩(wěn)定，具有較強的現(xiàn)實意義。目前一些具有工業(yè)價值的重組蛋白已通過Tat途徑實現(xiàn)有效的分泌表達[6]。

芽孢桿菌是較早完成分泌蛋白預(yù)測的菌株，發(fā)現(xiàn)總共301個分泌蛋白，占基因組總數(shù)的7.3%。芽孢桿菌的分泌蛋白類型和數(shù)量都比較多，可能與適應(yīng)土壤微生物環(huán)境有關(guān)[7]。研究發(fā)現(xiàn)嗜酸乳桿菌NCFM基因組Tat途徑的既有酶切位點又有motif信號肽蛋白94個。對嗜酸乳桿菌NCFM基因組Tat途徑分泌蛋白的預(yù)測和功能分析有助于了解該菌株適應(yīng)外界環(huán)境的分子機制，也為該菌株目標蛋白的高效表達提供新的途徑。

參考文獻

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