IF=4.6 | 蛋白质组学分析揭示白藜芦醇的抗菌机制

文摘   2024-10-28 09:43   北京  

 2024年3月《细胞和感染微生物学前沿》(FRONT CELL INFECT MI)发表了一篇题为“Unveiling the antibacterial mechanism of resveratrol against Aeromonas hydrophila through proteomics analysis”的蛋白质组学分析文章。



嗜水气单胞菌(A.hydrophila)是在水产养殖中需要被消杀的条件致病菌,随着抗生素的滥用,导致菌株耐药性不断增强,而且抗生素剂量的增加对公众健康和环境安全构成了严重威胁。
白藜芦醇(Res)是一种存在于多种植物中的非黄酮类多酚有机化合物,具有抗氧化、抗炎和抗菌特性。并且对食源性致病菌的抗菌活性已得到证实,例如:金黄色葡萄球菌、蜡状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌等。
本文章通过DIA定量蛋白质组学方法,研究在不同浓度白藜芦醇胁迫下,嗜水气单胞菌的差异蛋白质表达变化,为白藜芦醇对嗜水气单胞菌的潜在抗菌机制提供见解。

01


研究结果


01. 通过 生物实验 研究白藜芦醇Res对嗜水气单胞菌A.h的抗菌活性

图A:通过自动生长曲线仪测定不同浓度Res处理下A.h的生长曲线,其中在A.h(普通LB阴性培养基)和A.h+3%DMSO(阴性培养基)中,菌株生长趋势基本相同,随着Res浓度增加,生长曲线降低,甚至128ug/ml Res浓度下,A.h OD600 几乎为0。表明Res能明显抑制A.h的生长。

图B:研究48、64 μg/mL Res 培养12 h后A.h的存活能力

图C:通过 结晶紫法 评价Res对A.h的抗生物膜活性。随着Res浓度增加,生物膜形成率显著降低。

02. 定量蛋白质组学下的蛋白质结果

分别选取A.h、A.h+48ug/ml Res、A.h+64ug/ml Res 三种处理组,每组有3个重复性样本,共9个样本进行定量蛋白质分析。根据定性定量结果进行生物信息学分析:

图A:样本中蛋白质丰度相关性分析,不同处理之间相关性系数低,重复性样本之间相关性系数高。

图B:PCA主成分分析,重复性样本聚集到一起。

图CD:差异分析在A.h+48ug/ml Res VS A.h差异分组中鉴定出1098个显著差异蛋白质;在A.h+64ug/ml Res VS A.h差异分组中鉴定出1036个显著差异蛋白质。

图E:针对差异比较组中显著差异蛋白质DEPs数量绘制直方图进行展示。

03. 定量蛋白质组学下的生物信息学分析

在上面差异分析中,得到的不同差异比较组中的1098和1036 DEPs,之后针对两组中的共有或特有DEPs(venn图AB)分别进行GO富集分析,并将结果绘制成饼状图(图CDEFGH),不同颜色代表功能富集相关的不同生物学过程。

04. 不同浓度处理下蛋白质的表达趋势分析

文章进一步分析了Res浓度对A.h中蛋白表达的关联影响。分析全部蛋白质的聚类趋势,如图所示,共得到8个簇。

其中cluster3是唯一一个表达变化一直保持下调的聚类簇,簇中有339个蛋白质,这些蛋白可能与研究目的相关,在调控基因表达中发挥重要作用。

05. 在mRNA水平上验证蛋白质组学数据

取48/64 ug/ml Res处理下的菌种进行qPCR验证, 结果显示,qPCR实验数据与相应的蛋白质组学数据基本一致,进一步证明了组学数据的可靠性和可重复性。

06.  白藜芦醇对细菌形态的影响

利用扫描电镜 (SEM) 研究Res处理前后A.h细胞形态的变化。结果显示,Res处理导致细胞形态发生显著变化,且呈剂量依赖性。细胞尺寸随着Res浓度的增加而增大(图A),这可能是由于Res胁迫细胞分裂相关基因的表达受到影响所致。

并绘制细胞大小直方图(图B),***代表P<0.05。




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