利用定量蛋白质组学技术揭示嗜水气单胞菌（Aeromonas hydrophila）对铬胁迫的响应机制

《BioMetals》：Quantitative proteomics insights into the response mechanisms of Aeromonas hydrophila to chromium stress

本研究通过生长曲线实验和蛋白质组学分析，揭示了迟钝爱德华氏菌对铬毒害的分子响应机制，发现其通过激活DNA修复和铁载体转运等防御机制，抑制能量代谢等通路，并证实ROS和c-di-GMP信号通路在铬应激响应中起关键作用。

　　

摘要

嗜水气单胞菌（Aeromonas hydrophila）是一种水生鱼类的机会性病原体，能够在多种环境压力下存活，包括暴露于铬（Cr）中。铬是一种重金属，会对细菌产生剂量依赖性的毒性作用。阐明其应对铬压力的机制具有重要意义，但相关研究仍然较少。在本研究中，生长曲线实验表明，重铬酸钾以浓度依赖的方式抑制了细菌的生长。选择0.15 mg/mL的浓度（该浓度能引起显著的但非致命的生长抑制）来探究在生长抑制压力下的蛋白质组学反应。定量蛋白质组学分析发现了678种在铬压力下发生变化的蛋白质，其中294种蛋白质的丰度增加，384种蛋白质的丰度减少。功能富集分析显示，铬主要抑制了能量代谢、氨基酸代谢和细菌趋化性等途径，同时激活了DNA修复和铁载体运输等防御机制。RT-qPCR分析证实了几种与铁载体运输相关的基因以及一个与DNA修复相关的基因的转录上调，这支持了蛋白质组学分析中的观察结果。进一步分析表明，抗氧化剂（如表儿茶素、抗坏血酸和没食子酸）可以减轻铬的毒性，这表明活性氧（ROS）在铬压力中起着重要作用。此外，删除编码GGDEF结构域蛋白的AHA_2968基因后，A. hydrophila对铬的敏感性显著增强，这表明c-di-GMP信号通路可能参与了其对铬压力的响应。总之，我们的发现为A. hydrophila对生长抑制性铬压力的分子反应提供了新的见解。

图形摘要

此图像的替代文本可能是由AI生成的。

嗜水气单胞菌（Aeromonas hydrophila）是一种水生鱼类的机会性病原体，能够在多种环境压力下存活，包括暴露于铬（Cr）中。铬是一种重金属，会对细菌产生剂量依赖性的毒性作用。阐明其应对铬压力的机制具有重要意义，但相关研究仍然较少。在本研究中，生长曲线实验表明，重铬酸钾以浓度依赖的方式抑制了细菌的生长。选择0.15 mg/mL的浓度（该浓度能引起显著的但非致命的生长抑制）来探究在生长抑制压力下的蛋白质组学反应。定量蛋白质组学分析发现了678种在铬压力下发生变化的蛋白质，其中294种蛋白质的丰度增加，384种蛋白质的丰度减少。功能富集分析显示，铬主要抑制了能量代谢、氨基酸代谢和细菌趋化性等途径，同时激活了DNA修复和铁载体运输等防御机制。RT-qPCR分析证实了几种与铁载体运输相关的基因以及一个与DNA修复相关的基因的转录上调，这支持了蛋白质组学分析中的观察结果。进一步分析表明，抗氧化剂（如表儿茶素、抗坏血酸和没食子酸）可以减轻铬的毒性，这表明活性氧（ROS）在铬压力中起着重要作用。此外，删除编码GGDEF结构域蛋白的AHA_2968基因后，A. hydrophila对铬的敏感性显著增强，这表明c-di-GMP信号通路可能参与了其对铬压力的响应。总之，我们的发现为A. hydrophila对生长抑制性铬压力的分子反应提供了新的见解。

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