需钠弧菌外膜囊泡的蛋白质组分析与异源蛋白的递送

摘要

[背景]需钠弧菌(Vibrio natriegens)是一种快速生长的革兰氏阴性菌,作为一种新兴工具在生物技术领域有重要的应用潜力.此前的研究主要集中在开发利用V.natriegens成为体内外重组蛋白生产的工具.然而,许多支持细菌进行快速生长和蛋白质生产的生理活动大部分仍未确定.外膜囊泡(Outer Membrane Vesicle,OMV)是由革兰氏阴性细菌普遍产生的一种球形小泡,其不仅具有重要的功能,而且还可以作为一种应用于疫苗治疗的高效运载工具.[目的]表征指数生长期OMV的蛋白质组并利用OMV进行异源蛋白的递送.[方法]使用透射电镜、动态光散射和质谱学的方法,观察OMV的形态及粒径分布并鉴定蛋白组成.以超折叠绿色荧光蛋白(Superfolded Green Fluorescent Protein,sfGFP)作为货物蛋白来确定OMV蛋白载体.[结果]从细菌培养的指数期中期和末期分别提取的OMV中鉴定到了288个和317个蛋白.这些蛋白分属不同的功能组,包括ABC转运蛋白、鞭毛、双组分系统.相比之下,同时鉴定了全细胞样品,其在指数期中期和末期分别含有1480个和1565个蛋白.我们筛选OMV的蛋白作为候选载体发现了一种属于OmpA家族的蛋白(命名为OmpA24),其能够将sfGFP以融合货物蛋白的形式运载到OMV中.[结论]首次证实V.natriegens能够在指数生长期产生OMV,并展示了第一个不同生长时期OMV和全细胞的蛋白质组鉴定结果.OmpA24是将外源融合货物蛋白呈递到OMV中的有前景的载体.本研究有助于促进V.natriegens在蛋白表达和OMV介导的分泌中的应用.