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格瑞菲斯瓦尔德磁螺菌(Magnetospirillum gryphiswaldense MSR-1)为趋磁螺菌属(Magnetospirillum)的模式菌株,能够在胞内合成大小约为42 nm的磁小体(Magnetosome).实验之初,该菌尚不能在平板上形成菌落,其遗传操作体系尚未建立,难以从分子水平研究其磁小体合成机制.该实验初步建立了该菌简便有效的遗传操作体系.此体系包括:以平板封膜培养技术获得单菌落,在选择性培养液中进行遗传因子接合转移,以液体培养和磁铁吸附技术筛选突变子.并利用此体系,通过接合转座诱变技术,获得了2个磁小体缺失突变株:NM4、NM21.Southern杂交验证磁小体缺失突变确为Tn5插入所致.以Tn5为标签,用锚定PCR法克隆出突变株NM4的Tn5侧翼序列.并以此侧翼序列为标签继续用锚定PCR法向两边延伸,克隆出一个5045bp的DNA片段.该片段由6个ORF组成,Tn5插入在3621 bp-3622 bp间,位于ORF4起始密码子下游的84bp处,ORF4因Tn5插入失活,通过功能互补实验证明该片段与磁小体合成相关.通过对ORF4编码蛋白同源比较和功能分析,推测ORF4编码蛋白可能的功能有两种:具ATPase活性,在磁小体合成过程中为铁转运提供能量;或参与磁小体合成启动过程中的信号转导.用锚定PCR法从NM21中克隆出Tn5侧翼序列,得到一个大小为3073bp的DNA片段,此片段由3个ORF组成,与M.magnetotacticum MS-1的对应片段具有89﹪的同源性.Tn5插入位点在1428 bp—1429bp之间,在ORF1起始密码子下游459bp处.ORF1与ORF2仅间隔29 bp,可能组成一个操纵子.ORF2与ORF3有14bp的重复.经疏水性和跨膜区分析,ORF1编码的蛋白含有5个疏水区、4个跨膜区,应为跨膜蛋白.功能互补实验证明其与磁小体合成相关.经同源比较和保守性结构域分析,推测ORF1编码的蛋白具有Fe2+转运功能,在磁小体合成过程中将细胞质中Fe<2+>转运到磁小体囊泡中,合成磁小体的同时去除Fe<2+>对细胞的毒害作用.