海栖热袍菌能够在高温条件下有效分解淀粉、纤维素、半纤维素等多聚糖，产生L-乳酸、H2等能源物质，是研究极端嗜热厌氧菌的一个典型的模式细菌。目前，人们对其在高温下的生存的分子机制仍旧知之甚少。鉴于已往的研究往往关注于海栖热袍菌中单个基因或蛋白质的热稳定性，缺乏在整体水平上了解海栖热袍菌的基因或蛋白质表达对于温度变化的响应。为此，我们启动了本研究项目，试图首次从蛋白质组分析的角度，系统解析海栖热袍菌蛋白质丰度和温度之间的关系。　　 本研究从优化海栖热袍菌的培养基及培养条件出发，在四种不同的温度下(60℃、70℃、80℃及90℃)培养该菌；收集对数生长期的细菌后，将细胞浆和细胞膜分离；采用比较蛋白质组学分析方法，经过胶图比较和质谱鉴定，确定一组温度相关的细胞浆和细胞膜的差异蛋白质；部分的差异蛋白质组分析结果还通过Real-time PCR和Western Blot方法给以证实；运用生物信息学进一步分析温度相关性蛋白质的可能生物学功能，我们还对海栖热袍菌gap operon的组成、调控及温度响应特征进行了初步研究。海栖热袍菌细胞浆蛋白质的双向电泳图谱比较结果显示，随着细菌培养温度的升高，电泳斑点随温度升高出现整体性地减少，特别是90℃培养的海栖热袍菌的电泳斑点总数比60℃下降35％。细胞浆蛋白质中共发现135个与温度相关的差异电泳斑点，其中115个被质谱鉴定为差异蛋白质，除去冗余蛋白质后共有47个unique差异蛋白质。这些unique差异蛋白质按生物学功能可大致共分为11类，其中参与碳源代谢的蛋白质所占比例最高为26％(12/47)，而且大多数这类蛋白质的丰度随温度的上升而提高。海栖热袍菌细胞膜蛋白质的双向电泳图谱比较显示，随着细菌培养温度的升高，电泳斑点总数并未显著的改变，在4个温度下可检测到的斑点数维持在400个左右。细胞膜蛋白质中共发现90个与温度相关的差异电泳斑点，其中65被质谱鉴定为差异蛋白质，除去冗余蛋白质后共有41个unique差异蛋白质。这些unique差异蛋白质按生物学功能也可大致共分为11类，其中未知功能蛋白质所占比例最高为24％(10/41)，其次能量代谢类蛋白质占17％(7/41)，转录相关蛋白质占15％(6/41)和碳源代谢类蛋白质占12％(5/41)。　　 海栖热袍菌的温度相关性的差异蛋白质组比较分析提示，该菌中参与糖代谢的蛋白质的丰度与培养温度变化密切相关，尤其11个糖代谢的酶的丰度随着培养温度的升高而上调。为此，我们选择了6个糖代谢途径的蛋白质，采用Western Blot技术进一步验证蛋白质组学的结论。结果表明，这些蛋白质在不同培养温度下的丰度变化趋势和双相电泳的结果完全一致。我们也选择了9个糖代谢途径的基因，采用Real-time PCR技术测定它们的转录水平在不同温度下的量变。结果显示，这些糖代谢类基因的mRNA水平随温度的变化趋势和蛋白质组所观察到的结果基本吻合，GAPDH、PGK、TIM、PFOR、MBP、PPDK、PMM和ABC的mRNA水平随培养温度升高而增高，FBA的mRNA水平随培养温度升高而降低。根据温度相关性的蛋白质组研究和反转录PCR的证据，海栖热袍菌中可能存在温度依赖性的糖酵解操纵子gap operon，其由TM0686～TM0690等5个基因所组成。启动子活性测定进一步证明，该操纵子中含有3个启动子区域，葡萄糖对于各启动子的诱导效应完全不同。蛋白质复合物分析还表明，gap operon中的GAPDH、BPI和PGK的蛋白质产物之间存在相互作用本文以蛋白质组学分析为核心，结合其它的分子生物学技术，较为系统地研究了海栖热袍菌蛋白质在不同培养温度下的丰度响应，我们首次提出假设：中心糖代谢途径的激活及调控是极端嗜热厌氧菌在高温下赖以生存的分子机制之一。