铜绿假单胞菌KT2440暴露于铝后的细胞和分子反应

《Folia Microbiologica》：Cellular and molecular outcomes of Pseudomonas putida KT2440 exposure to aluminium

铝污染对假单胞菌细胞形态及生物膜完整性的影响及其蛋白质组学机制研究

　　

摘要

尽管铝（Al）是一种丰富的金属元素，但自然界进化过程中将其排除在了生物体之外。此外，这种元素复杂的化学性质也给研究人员带来了诸多挑战。在生理pH值下，铝对氧供体以及蛋白质、核苷酸等带负电荷的分子以及含有磷酸基团和羧基团的细胞成分具有很强的亲和力。由于铝在工业上的广泛应用，生物体越来越多地接触到这种可溶性金属，而环境中的细菌则首当其冲。在本研究中，我们展示了铝在生理pH值下对Pseudomonas putida KT2440的细胞形态及其成熟生物膜完整性的破坏作用。蛋白质组学分析表明，暴露于0.78 mM的铝化合物显著影响了参与三羧酸循环（TCA cycle）、呼吸链、细胞膜维持以及跨膜运输系统的关键蛋白质和酶。主要金属抗性蛋白（如P型ATP酶和RND三组分外排泵）的表达水平并未受到影响，而参与磷酸代谢的蛋白质和系统（可能有助于维持细胞质中低浓度的铝）的表达水平则受到了影响。