背景:　　 钝顶螺旋藻属于不形成异型胞的丝状蓝藻,最适生长水温是35～37℃,性喜高碱、营光合自养。钝顶螺旋藻培养过程中,温度的改变会导致其蛋白表达水平发生差异。目前,由于缺少钝顶螺旋藻全基因组序列,环境胁迫下蛋白质组学的研究受到一定限制。人们对钝顶螺旋藻蛋白质组的研究基本停留在亚细胞水平(如:类囊体膜、质膜等)。　　 目的:　　 本文在拥有绝大部分螺旋藻基因组序列的基础上,通过构建Fosmid文库和PCR产物测序,尽可能得到钝顶螺旋藻全基因组序列并进行ORF预测及功能注释,并对不同温度胁迫下钝顶螺旋藻差异表达蛋白质组进行初步研究。这为以后进一步的生理生化以及螺旋藻的代谢途径研究,提供一定的实验基础。　　 方法：　　 我们从北京华大提供的钝顶螺旋藻株作为本实验材料进行研究。首先建立钝顶螺旋藻纯培养体系,经大规模基因组shotgun测序后,建立Fosmid文库并测序。利用Fosmid文库测序结果进行基因组序列定位,用引物步移法或构建Fosmid亚克隆文库测序法尽可能得到螺旋藻全基因组序列。通过生物信息学方法及相关软件,对所得序列进行ORF预测及功能注释。然后,培养不同温度下的钝顶螺旋藻,提取蛋白质,进行双向凝胶电泳和MALDI-TOF-MS分析,从而研究不同温度胁迫下差异表达蛋白质组。　　 结果：　　 通过COG分类统计,我们把鉴定的蛋白质依据功能分为15类。其中,与翻译后修饰、蛋白转移和分子伴侣；能量代谢(与光合、呼吸作用相关)；翻译、核糖体结构和合成；碳转运及代谢功能有关的差异蛋白质所占比例相对比较大。其余的差异蛋白质还分为:氨基酸转运及代谢相关蛋白、细胞膜生成和外膜蛋白、辅酶代谢蛋白、信号转导蛋白等。　　 结论：　　 1、温度胁迫下钝顶螺旋藻表达蛋白质中分子伴侣Hsp60/GroEL在15℃培养条件下较正常35℃下表达量有有所上调。据研究推测分子伴侣Hsp60/GroEL表达量增加是为了降低温度胁迫条件下钝顶螺旋藻受损害的程度,利于螺旋藻在低温下存活并生长。　　 2、与新陈代谢相关的一些蛋白质表达有显著变化。在光体系Ⅰ中起重要作用的铁氧还蛋白(ferredoxin)在15℃条件下表达,对应的45℃条件下无表达。我们推测很有可能高温抑制铁氧还蛋白的表达,从而使光系统I受到一定的影响。　　 3、表达存在显著差异的蛋白质有一部分与藻胆体有密切关系。通过KEGG功能注释,15℃和45℃下与光合作用相关的差异蛋白质分别是ApcA、CpcA、CpcC、CpcG和CpcA、CpcC、CpcG。其中ApcA属于APC复合体,是藻胆体核心的一部分；CpcA是藻蓝蛋白PC的一个a亚基；CpcC和CpcG是藻胆体的连接多肽。　　 连接多肽CpcC不管在15℃还是45℃下,相对于最适35℃下的表达量都呈3倍以上增加；45℃下CpcG的表达是35℃下表达量的5.39倍。CpcC和CpcG表达量增加,可能会进一步加强藻蓝蛋白PC的稳定性以及藻蓝蛋白PC和别藻蓝蛋白APC之间连接的稳定性。我们推测这是钝顶螺旋藻为了防止藻胆体因高温或低温导致解离而采取了调控措施的结果。另一方面,15℃下ApcA和CpcA亚基的表达量相对于35℃下有一定增加；45℃下CpcA亚基的表达量相对于35℃下也有一定增加。这些现象都可能是钝顶螺旋藻抗逆温胁迫调节机制作用的结果,对于它能够在温度胁迫下存活并生长有着较为重要的意义。　　 4、与Calvin循环过程有关的三个重要酶的表达水平变化明显。在45℃条件下,转羟乙醛酶/转酮醇酶表达严重下调,而核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶和甘油醛-3-磷酸脱氢酶的表达量都上调。推测这可能是高温使转羟乙醛酶/转酮醇酶表达水平受到一定影响,钝顶螺旋藻为了维持Calvin循环正常进行而采取了一定的调控措施结果。