背景:　　 许多蓝细菌品种天生就适应地球上的极端条件,从冰冷的海水,干燥并有高紫外线辐射的南北两极,到炙热的沙漠和温泉中都有蓝细菌存在,部分蓝细菌可以在100％二氧化碳条件下生长,一些特殊的蓝细菌甚至可以在低温、低气压、甚至近似火星大气层的条件下生长。作为蓝细菌大家庭中的一员,螺旋藻具有蓝细菌固有的逆境生存能力,能耐受高浓度的钠离子,最适钠离子浓度为150～200mM,最高可耐受1M的NaCl。　　 目的:　　 本实验旨在通过对螺旋藻在三个盐浓度条件下:正常组(0.02M NaCl)、中盐组(0.5M NaCl)和高盐组(1.0M NaCl)的差异蛋白质组学的研究。获取不同盐浓度条件下差异表达蛋白的相关生物学信息,初步预测螺旋藻在高盐条件下的抗盐机理,为后续螺旋藻抗逆蛋白的功能研究奠定基础。　　 方法：　　 1.将螺旋藻在三个盐浓度条件:0.02M NaCl、0.5M NaCl和1.0M NaCl下分别培养,收集藻细胞,并用洗涤缓冲液除去杂菌、杂质。　　 2.运用TCA-丙酮法提取各组螺旋藻的全蛋白,Bradford法测定蛋白样品的蛋白浓度。　　 3.通过二维电泳分离三个条件下螺旋藻的全蛋白,获得高分辨率的胶图；采用Image Master胶图分析软件对三个条件下螺旋藻的蛋白点进行分析,获得三个条件之间差异蛋白点的信息。　　 4.采用质谱技术对差异蛋白进行进一步的鉴定,并通过Mascot检索,初步鉴定差异蛋白的相关生物学信息。　　 5.对所鉴定的蛋白根据COG进行功能分类,并通过KEGG将其定位到各自的代谢途径上,进行表达调控的深入研究。　　 结果：　　 1.通过对三个条件下螺旋藻全蛋白的胶图进行分析,获得141差异表达的蛋白点。经过MASCOT检索,有132个阳性结果。其中112个蛋白点属于Arthrospira:包括74个Arthrospira platensis str.Paraca的蛋白和38个Arthrospira maxima CS-328的蛋白,共涉及82个蛋白质。　　 2.我们将这82个蛋白质在KEGG上进行代谢途径的定位,共涉及光合作用、糖酵解途径、戊糖途径、淀粉和蔗糖代谢、氧化磷酸化、各类氨基酸代谢途径、生物碱合成途径等31条代谢途径。　　 3.光合作用:与正常组相比,0.5M NaCl组中的F型H+运输ATP酶β亚基(M93)、F型H+运输ATP酶δ亚基(M140)显著上调,同时新增表达藻蓝蛋白CpcC(M252)蛋白点；1.0M NaCl组中的藻蓝蛋白α链蛋白CpcA(H58)、藻蓝蛋白β链蛋白CpcB(H342)、粪卟啉原Ⅲ氧化酶(H518)得到了显著的上调。　　 4.糖类和氨基酸代谢:与正常组相比,0.5M NaCl组中新增表达葡萄糖磷酸变位酶(M966)、琥珀酸半醛脱氢酶(M868)、二氢吡啶二羧酸合酶(M463)；1.0M NaCl组中谷胱甘肽合成酶(H384)表达得到明显的上调。　　 5.脂类代谢:与正常相比,1.0M NaCl组中3-oxoacyl-[acyl-carrier protein]reductase(H224)表达明显上调。,　　 6.应激蛋白:与正常比较,0.5M NaCl组中应激蛋白stress protein(M196)明显上调；与0.5M NaCl组比较,1.0M NaCl组中分子伴侣DnaK(H653)显著上调。　　 结论：　　 运用差异蛋白质组学技术对三个盐浓度条件下螺旋藻蛋白质差异表达进行研究,初步预测螺旋藻的抗盐机制:　　 1.螺旋藻通过上调叶绿素的生物合成、藻胆体和ATP合成酶相关亚基的合成,抵消盐胁迫对螺旋藻光合作用速率的抑制,加强光合作用和氧化磷酸化,为后续的其他代谢途径提供ATP、碳源和还原力。　　 2.螺旋藻通过上调糖类和氨基酸代谢的关键酶,活跃螺旋藻的糖类和氨基酸代谢,积极的合成葡萄糖、果糖、甜菜碱等渗透调节物来平衡这盐胁迫造成的渗透胁迫,从而维持细胞内的彭压。　　 3.螺旋藻通过上调谷胱甘肽合成酶,加强细胞内谷胱甘肽的生物合成,有效清除氧自由基,避免它们对藻细胞的毒害,保障内环境的稳定。　　 4.螺旋藻通过上调3-oxoacyl.[acyl-carrier proteinl]reductase的表达,增加盐胁迫条件下的光合作用；同时促进:Na+/H+运载体的主动排Na+,减轻盐胁迫对螺旋藻的离子毒害。　　 5.螺旋藻通过上调应激蛋白和分子伴侣Dank的表达,促进高盐条件下螺旋藻细胞内蛋白质的正确折叠,并增强细胞对盐度的耐受能力。