嗜酸硫杆菌Acidithiobacillus抗砷基因多样性分析

• 作者: 余水静 周丹 张静 彭艳平 赵永红
• 来源期刊: 生态环境学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 嗜酸硫杆菌 抗砷基因 聚类分析 多样性分析 生物信息学
• 年，卷（期）: 2013,（7）
• 页码范围: 1141-1147
• 页数: 7页
• 分类号: Q938.1|X753
• 字数: 5659字
• 语种: 中文

摘要

为探讨嗜酸硫杆菌(Acidithiobacillus)抗砷基因多样性特征，利用生物信息学方法挖掘出嗜酸氧化亚铁硫杆菌( A. ferrooxidans)、喜温嗜酸硫杆菌(A. caldus)和耐冷嗜酸硫杆菌( A. ferrivorans)共49个抗砷基因，主要包括构成ars操纵子模式的arsA、arsB、arsC、arsD、arsH和arsR基因，为嗜酸硫杆菌重要的抗砷遗传因子。研究了49个抗砷基因的聚类与进化关系、理化性质、二级结构、跨膜区、亚细胞定位、砷结合位点等特征。结果表明：这些抗砷基因聚类为11个组，第2组抗砷基因(arsB)为嗜酸硫杆菌所共有，编码泵砷内膜蛋白（ArsB），该基因可能为嗜酸硫杆菌抗砷机制所必需；聚类和进化分析表明其中5个抗砷基因可能源于基因水平迁移；脂溶指数分析显示25个抗砷蛋白脂溶指数大于100，为亲水性蛋白，其余24个抗砷蛋白脂溶指数均小于100，为疏水性蛋白；从不稳定指数分析结果可知，大部分抗砷转录调控因子ArsR是不稳定的，49个抗砷基因蛋白二级结构均由α-螺旋、无规则卷曲和扩展链结构3种形式组成。亚细胞定位分析发现抗砷蛋白在细菌内膜、细菌外膜和细胞周质空间均有出现， ArsB具有10-11个跨膜区；所有抗砷蛋白均无信号肽。对嗜酸硫杆菌的ArsC、ArsD和ArsH抗砷功能蛋白与砷结合位点进行预测和建模，发现活性位点均存在Cys残基；与其他抗砷蛋白结合位点（含Cys残基）不同的是，Acife1530（ArsA）2个甲硫氨酸（Met）与As(III)直接结合，暗示着Met残基中存在与Cys残基功能相同的巯基，由此可见，Cys残基或Met残基的巯基对于构成嗜酸硫杆菌抗砷功能蛋白与砷结合的活性位点是必不可少的。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	周丹	江西理工大学资源与环境工程学院江西省矿冶环境污染控制重点实验室	28	242	11.0	14.0
2	赵永红	江西理工大学资源与环境工程学院江西省矿冶环境污染控制重点实验室	34	414	11.0	20.0
3	张静	江西理工大学资源与环境工程学院江西省矿冶环境污染控制重点实验室	7	76	5.0	7.0
4	彭艳平	江西理工大学资源与环境工程学院江西省矿冶环境污染控制重点实验室	9	69	5.0	8.0