シアノバクテリアの塩ストレス反応のプロテオーム分析Synechocystis SP株PCC 6803

本研究では、35S-メチオニン標識によって視覚化された塩ショック後のタンパク質合成パターンの変化と、シアノバクテリア系シニコシスティスsp。PCC 6803株は、タンパク質分離のための2-DEとタンパク質同定のPMFの組み合わせによって分析されました。微分分析の根拠として、337種類のタンパク質種を含む500個の識別されたタンパク質斑を持つプロテオームマップが確立されました。55個のタンパク質が見つかりました。これは、塩ショックによって誘導されるか、長期の塩順応後に蓄積されます。一部のタンパク質は、互換性のある溶質グルコシルグリセロールの合成に関与する酵素など、塩ストレス特異的であり、それらのほとんどは一般的なストレス順応に関与しています。特に、反応性酸素種による病変に作用する熱ショックタンパク質とタンパク質が見つかりました。さらに、基本的な炭水化物代謝に関与する酵素の変化が検出されました。塩ストレス型シナコシスチス細胞のプロテオームの動的は、トランスクリプトーム分析に関する以前のデータと比較され、塩ショック後まもなく誘導されたタンパク質の89％がRNAレベルで誘導されることがわかったことが明らかになりました。ただし、塩細胞の安定して上方制御されたタンパク質の42％は、DNAマイクロアレイを使用して以前に検出されませんでした。トランスクリプトーム分析とプロテオーム解析の比較は、塩濃度へのシネコシスティスの順応における転写後の調節メカニズムの重要性を示しています。

In the present study, changes in protein synthesis patterns after salt shock visualized by 35S-methionine labeling and the changed protein composition in salt-acclimated cells of the cyanobacterium Synechocystis sp. strain PCC 6803 were analyzed by a combination of 2-DE for protein separation and PMF for protein identification. As a basis for the differential analysis, a proteome map with 500 identified protein spots comprising 337 different protein species was established. Fifty-five proteins were found, which are induced by salt shock or accumulated after long-term salt acclimation. Some of the proteins are salt stress-specific, such as enzymes involved in the synthesis of the compatible solute glucosylglycerol, while most of them are involved in general stress acclimation. Particularly, heat-shock proteins and proteins acting against lesions by reactive oxygen species were found. Moreover, changes in enzymes involved in basic carbohydrate metabolism were detected. The dynamic of the proteome of salt-stressed Synechocystis cells was compared to previous data concerning transcriptome analysis revealing that 89% of the proteins induced shortly after salt shock were also found to be induced at the RNA level. However, 42% of the stably up-regulated proteins in salt-acclimated cells were not detected previously using DNA microarrays. The comparison of transcriptomic and proteomic analyses shows the significance of post-transcriptional regulatory mechanisms in acclimation of Synechocystis to high salt concentrations.