《Journal of Proteomics》：Nitrate and silicate limitations induce metabolic reprogramming and lipid redistribution in
Navicula incerta, enhancing biodiesel properties
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氮硅限制下微藻代谢与脂质重构研究。氮限制诱导代谢关闭与脂质动员，硅限制促进资源重分配，二者均导致饱和脂肪酸减少及多不饱和脂肪酸增加，优化膜流动性并提升生物柴油品质，揭示微藻代谢可塑性在可持续能源中的应用潜力。
José Jesús Encinas-Arzate | Damaristelma De Jesús-Campos | Enrique Márquez-Ríos | Magdalena Hernández-Ortiz | Martha Beatriz Morales-Amparano | José Antonio López-Elías | Wilfrido Torres-Arreola | Sergio Encarnación-Guevara | Juan Carlos Ramírez-Suárez | María Gisela Carvallo-Ruiz | Esaú Bojórquez-Velázquez | José ángel Huerta-Ocampo
索诺拉大学食品研究与研究生院，墨西哥索诺拉州埃莫西略，邮政编码83000
摘要
营养限制会改变微藻的新陈代谢和脂肪酸生物合成，从而影响生物柴油的脂质组成并改善其化学性质。本研究探讨了硝酸盐和硅酸盐限制对Navicula incerta的蛋白质组学和脂质组成及其生物柴油潜力的影响。蛋白质组学分析共鉴定出558种蛋白质，其中在硅酸盐限制条件下有287种蛋白质的表达量发生显著变化（差异表达蛋白，DAPs），而在氮限制条件下有125种蛋白质表达量发生变化（log2FC > |0.57，p值 < 0.05）。这两种限制条件引发了不同的生存策略：氮限制迫使微藻全面停止代谢活动，而硅酸盐限制则促使微藻重新分配资源，维持核心生物合成过程并增强内部物质循环。这两种压力都导致了脂质组成的变化，表现为饱和脂肪酸含量降低，单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸含量增加。这种变化优化了细胞膜的流动性，提高了微藻的抗逆能力，并提升了生物柴油的品质，证实了Navicula incerta作为高质量生物柴油可持续来源的潜力。这些发现突显了这种硅藻在优化资源分配以适应环境压力方面的代谢灵活性，这一特性可用于调整脂质组成以满足先进生物燃料的应用需求。未来的研究应重点关注在营养限制条件下培养Navicula incerta的影响、效率及其经济可行性。
意义
了解氮和硅酸盐浓度与蛋白质积累之间的关系对于发挥微藻在各个行业的潜力以及应对环境挑战至关重要。Navicula incerta在氮限制和硅酸盐限制条件下的蛋白质组学分析和脂质组成研究表明，该物种在面对营养限制时具有显著的代谢灵活性，能够优化资源分配以确保生存。氮限制条件下，微藻会积累碳水化合物和干生物质，并促进脂质的动员及向不饱和脂肪酸的转化，从而提高能量利用效率和细胞膜功能。硅酸盐限制虽然影响较小，但更侧重于资源保护和现有储备的重新分配。这些适应性反应表明了这种硅藻在恶劣环境条件下维持关键细胞功能的能力，同时也揭示了其作为生物柴油生产材料的潜力。
