嗜酸乳杆菌NCFM双精氨酸分泌信号肽蛋白的预测分析

朱德全 王茗悦 姚嘉 张跃华 韩诚武 卢伟 栾积毅 刘向东

摘要[目的] 对嗜酸乳杆菌NCFM中Tat途径分泌信号肽蛋白进行预测分析。[方法] 以嗜酸乳杆菌NCFM基因组序列为对象，采用SignalP4.0、LipoP1.0、TatP 软件分析该菌株基因组中的双精氨酸途径分泌信号肽蛋白。[结果] 嗜酸乳杆菌NCFM中有酶切位点也有motif的Tat途径信号肽蛋白94个。[结论] 对嗜酸乳杆菌NCFM中Tat途径分泌信号肽蛋白的预测分析，为进一步分析该菌胞外蛋白的分泌机制打下基础。

关键词嗜酸乳杆菌NCFM；基因组；信号肽蛋白；Tat分泌途径

中图分类号S188文献标识码A文章编号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）是一株分离自人体肠道的重要商业化益生菌株，经常以益生菌的形式应用在婴儿配方乳粉、酸奶和液态乳制品中。2005年Altermann 等[1]对该菌株进行了全基因组测序，该菌株基因组全长为1.99 Mb，G+C含量为34.7%，1 927个基因，1 832个编码蛋白。

细菌的分泌蛋白在介导菌体与宿主细胞黏附定殖、与外界环境相互作用方面扮演重要的作用[2-3]。细菌蛋白质在细胞内合成后，通过不同的途径跨膜分泌到细胞外。Sec 途径是细菌蛋白分泌跨膜转运的主要途径，而双精氨酸转运（twinarginine translocation，Tat） 途径是另外一个蛋白分泌跨膜转运系统，该系统的特征是在分泌蛋白的信号肽中含有一个高度保守的双精氨酸基序。Tat途径的优点是它只分泌已正确折叠的蛋白，从而保证了分泌产物在结构上的正确性[4]。但目前在NCFM中還未见大规模地分析鉴定这类分泌蛋白。笔者以嗜酸乳杆菌NCFM全基因组序列为研究对象，用SignalP4.0、LipoP1.0、TatP 软件分析该基因组中Tat途径信号肽蛋白和分泌信号肽的特征，为进一步分析该菌胞外蛋白的分泌机制奠定基础。

1材料与方法

1.1材料美国国立生物技术信息中心（NCBI）GenBank公布的嗜酸乳杆菌NCFM基因组序列的编码蛋白质，GenBank 的登录号是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/）软件分析该菌株的Sec途径分泌蛋白[5]。利用TatP软件（http：//www.cbs.dtu.dk/services/TatP）预测Tat途径的分泌蛋白。TatP软件预测为阳性，而SignalP 4.0和LipoP1.0预测为阴性的蛋白，才被归类为Tat途径的分泌信号肽蛋白。

2结果与分析

该研究先后使用3种软件对嗜酸乳杆菌NCFM基因组中的1 832个蛋白进行Tat信号肽蛋白的预测分析，有酶切位点也有motif的Tat信号肽蛋白94个（表1）。

3讨论与结论

分泌蛋白是微生物吸收营养物质、适应外界环境和细菌与宿主相互作用的物质基础。尽管Sec途径是细菌中蛋白分泌跨膜转运的主要途径，但是Tat途径只转运折叠正确的蛋白质，产物更加稳定，具有较强的现实意义。目前一些具有工业价值的重组蛋白已通过Tat途径实现有效的分泌表达[6]。

芽孢杆菌是较早完成分泌蛋白预测的菌株，发现总共301个分泌蛋白，占基因组总数的7.3%。芽孢杆菌的分泌蛋白类型和数量都比较多，可能与适应土壤微生物环境有关[7]。研究发现嗜酸乳杆菌NCFM基因组Tat途径的既有酶切位点又有motif信号肽蛋白94个。对嗜酸乳杆菌NCFM基因组Tat途径分泌蛋白的预测和功能分析有助于了解该菌株适应外界环境的分子机制，也为该菌株目标蛋白的高效表达提供新的途径。

参考文献

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[7] VAN DIJL J M，BOLHUIS A，TJALSMA H，et al.Protein transport pathways in Bacillus subtilis：A genomebased road map[M]//SONENSHENIN A L，HOCH J A，LOSICK R，et al.Bacillus subtilis and its closest relatives：from genes，to cells.Washington.DC：ASM Press，2002：337-355.45卷14期朱德全等嗜酸乳桿菌NCFM雙精氨酸分泌信号肽蛋白的预测分析