SNAREs样蛋白SLPs对产油菌脂滴融合的影响

脂滴是细胞内储存中性脂的细胞器，使低等微生物细胞中脂滴增大是增加生物能源产量的一种重要策略。脂滴增大的一种重要方式是脂滴融合，而脂滴融合机制目前仍缺乏深入研究。本项目从结构简单，富含脂滴的产油菌入手，分离纯化脂滴，通过蛋白质组学与生物信息学分析，发现产油菌脂滴表面存在SNAREs样蛋白SLPs。SNAREs在真核细胞的膜融合过程中起关键作用，故推测SNAREs样蛋白SLPs参与产油菌脂滴膜融合。我们将利用蛋白表达、基因敲除等手段构建SLPs蛋白过表达或基因敲除菌株；利用实时激光共聚焦显微镜，电子显微镜和甘油三酯含量测定技术分析SLPs蛋白对脂滴膜融合、脂滴大小及甘油三酯含量的影响；利用标签基因敲入和免疫共沉淀技术确定SLPs蛋白的相互作用蛋白，并利用点突变或功能域缺失手段探索SLPs蛋白介导脂滴膜融合的机制。本研究对脂滴生物学研究有重要意义，将为解决生物能源问题提供新的思路和指导。

脂滴是细胞内储存中性脂的细胞器，使低等微生物细胞中脂滴增大是增加生物能源产量的一种重要策略。脂滴增大的一种重要方式是脂滴融合。通过生物信息学分析，我们预测到有已知基因组序列的含脂滴细菌红球菌Rhodococcussp.RHA1中有4个SNARE蛋白的同源蛋白，并预测到5个Dynamin类似蛋白。在真核系统中，SNARE蛋白和囊泡的融合有关，而Dynamin在囊泡的生成中起关键作用。我们通过过表达和敲除考察了这几个蛋白在脂滴融合和生成中的作用，但是发现SNARE类蛋白主要集中于细胞膜，而Dysferlin类似蛋白敲除后细菌中仍有脂滴，推测这种细菌脂滴的生成和融合可能存在其他的机制。除此之外，我们进行了另外一种基因序列未知的红球菌PD630的研究。红球菌PD630能在极端环境下生存，具有强大的碳源回收、脂质合成及储存能力，并以甘油三酯的形式存储在脂滴中。与Rhodococcussp.RHA1比，红球菌PD630的脂滴甘油三酯含量更多，而蜡酯的含量更低，作为生物能源的可能性更大。因此我们进行了PD630的基因组学、转录组学、代谢组学以及脂滴蛋白质组学的比较，为后续的功能研究和基因改造奠定基础。