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为探究解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）L-17 菌膜及无细胞液相（CFLP）的蛋白质组成，研究人员进行大规模蛋白质组学研究。结果鉴定出 131 种菌膜相关蛋白和 423 种 CFLP 相关蛋白，为其在工农领域应用提供线索。
在微生物的奇妙世界里，细菌的生存策略一直是科学家们关注的焦点。生物膜作为细菌的一种特殊生存方式，由细菌自身产生的胞外聚合物（EPSs，主要包含多糖、蛋白质、脂质和 DNA）将它们聚集在一起。这种生活方式不仅帮助细菌抵御环境波动，还在许多方面对人类生活产生重要影响，比如在生物修复、水处理、食品和农业等领域，有益生物膜发挥着积极作用；但同时，它也可能带来一些麻烦，像某些有害生物膜会影响工业设备运行或导致疾病传播 。
解淀粉芽孢杆菌作为一种与土壤和植物生长密切相关的细菌，因其具备促进植物生长、产生抗菌肽和商业酶等能力，一直是研究的热门对象。然而，与模式生物枯草芽孢杆菌相比，解淀粉芽孢杆菌形成的生物膜却鲜少被深入研究，尤其是其形成的菌膜（一种在气液界面的漂浮生物膜）以及与之相关的无细胞液相，人们对其中的蛋白质组成和功能了解甚少。为了填补这些知识空白，来自法国 Laboratoire de Biotechnologies Agroalimentaire et Environnementale 的研究人员开展了一项重要研究，相关成果发表在《Current Research in Microbial Sciences》上。
研究人员采用了一系列关键技术方法。首先，他们培养解淀粉芽孢杆菌 L-17，获取菌膜和其下方的无细胞液相样本。接着，利用物理（如 ULTRA - TURRAX 研磨）和化学（NaOH 处理）相结合的方法提取菌膜中的 EPSs，同时对无细胞液相中的蛋白质进行沉淀处理。随后，通过凝胶内蛋白质消化、串联质谱分析以及数据库检索等技术，对样本中的蛋白质进行鉴定和分析 。
研究结果如下：
- 菌膜相关蛋白质的鉴定：通过实验，研究人员共鉴定出 131 种菌膜相关蛋白，其中 87 种为弱基质结合蛋白，62 种为强基质结合蛋白。这些蛋白分布在菌膜的不同层，发挥着多种功能。例如，TasA 和 TapA 蛋白参与生物膜的形成和凝聚，BslA 蛋白对生物膜的疏水性至关重要；此外，还发现了一些酶类，它们有助于获取营养并保护生物膜免受竞争；同时，菌膜中还存在鞭毛蛋白和与孢子形成过程相关的蛋白。这表明菌膜内可能存在细胞的特化和分工，部分细胞参与生物膜构建，部分可能与孢子形成有关 。
- 菌膜相关蛋白质的特征描述：对这些蛋白的亚细胞定位研究发现，部分蛋白定位于细胞外区域，如 TasA、BslA 和鞭毛蛋白；还有一些蛋白具有双定位或定位未知。从功能分类来看，这些蛋白涉及生物膜结构构建、细胞代谢、防御机制等多个方面。例如，TasA 形成的淀粉样纤维为生物膜提供结构支撑，与 TapA、BslA 等相互作用，共同维持生物膜的结构和稳定性；多种细胞外酶，如丝氨酸蛋白酶等，在细菌营养获取和生物膜结构调节中发挥作用；而与孢子形成相关的蛋白则暗示菌膜内可能发生孢子形成过程 。
- CFLP 相关蛋白质的分析：在 CFLP 中，研究人员鉴定出 429 种相关蛋白，其中鞭毛蛋白含量最为丰富。这可能意味着部分浮游细胞借助鞭毛在生物膜内运动，促进营养物质的流动。进一步比较发现，有 118 种蛋白在菌膜和 CFLP 中同时存在，这支持了浮游细胞和菌膜内细胞之间存在动态交换的观点。此外，CFLP 中还存在一些独特的蛋白，包括参与非核糖体肽生物合成的酶和多种商业酶，如蛋白酶、脂肪酶、转氨酶、过氧化物酶和植酸酶等 。
研究结论和讨论部分指出，该研究首次全面描绘了解淀粉芽孢杆菌 L-17 菌膜和无细胞液相中的蛋白质组成。对于菌膜研究而言，虽然已鉴定出关键蛋白，但仍需进一步通过遗传和生化研究来深入了解它们在气液界面生物膜生理过程中的作用；同时，借助显微镜研究可以进一步探索菌膜内细胞的特化和分工现象，以及在不同生长阶段菌膜蛋白质组成的变化。而对于无细胞液相，其中丰富的蛋白质，尤其是参与非核糖体肽合成的酶和商业酶，使其具有巨大的应用潜力，有望在生物防治、工业和农业等领域得到广泛应用 。这项研究为后续深入研究生物膜的形成、调节机制，以及微生物群落中的细胞间相互作用奠定了坚实基础，也为挖掘解淀粉芽孢杆菌在实际应用中的价值提供了重要线索，开启了微生物研究的新视野，对推动相关领域的发展具有重要意义 。
