In Silico Analysis of Differential Proteins Critical to Virulence Between Mycoplasma Bovis Hb0801 and Its Attenuated Strains.pdf

1、牛支原體（M.bovis）屬柔膜菌綱支原體屬，是牛的一種重要的致病性病原，可以引起牛呼吸系統(tǒng)疾病綜合癥以及肺炎，乳腺炎，關(guān)節(jié)炎等多種疾病，給養(yǎng)牛業(yè)造成了重大的經(jīng)濟損失。為了獲得有效的牛支原體疫苗，本實驗室利用牛支原體HB0801體外連續(xù)傳代方法，獲得了3株毒力致弱菌株，按照傳代次數(shù)，分別將其命名為P115，P150以及P180。本研究旨在利用生物信息學(xué)對獲得的三株毒力致弱菌株全基因組以及差異差白組學(xué)測序結(jié)果進行分析，以揭示牛支原體毒力機

2、制和致病機理。本研究獲得的主要結(jié)果如下:
　　比較基因組學(xué)分析
　　利用生物信息學(xué)對全基因組測序結(jié)果進行分析，以尋找導(dǎo)致傳代菌株毒力致弱的關(guān)鍵基因，同時對這些基因在細(xì)菌不同代謝途徑中的作用進行分析。本部分研究的主要內(nèi)容包括致弱菌株中缺失片段的基因及SNPs突變基因的代謝通路分析，SNPs突變類型及突變位點分析，全基因組的旁系同源性分析，蛋白互做分析，基于全基因組測序結(jié)果的分泌蛋白預(yù)測，KEGG富集分析，毒力因子及毒力島分析，

3、保守功能域分析等。
　　根據(jù)SNPs在傳代菌株中出現(xiàn)的次數(shù)，將SNP數(shù)據(jù)分為三類。全基因組旁系同源分析顯示，缺失區(qū)和具有SNPs位點突變的基因中分別存在4個和14個與牛支原體HB0801旁系同源的基因。分泌蛋白分析結(jié)果顯示，缺失區(qū)和具有SNPs位點突變的基因中分別存在2個和10個潛在的分泌蛋白。利用結(jié)構(gòu)生物信息學(xué)對這些分泌蛋白進行了保守功能域分析。此外，蛋白互做分析著重強調(diào)了五種蛋白質(zhì)間的互做關(guān)系。有趣的是，KEGG富集分析發(fā)現(xiàn)在

4、一個途徑中富集的基因與蛋白質(zhì)互做關(guān)系存在重疊現(xiàn)象。此外，全基因組毒力因子數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn)了一些重要的毒力因子。
　　分析結(jié)果顯示基因組中存在11個與毒力致弱相關(guān)的基因。這些基因分別編碼抗壞血酸特異性PTS系統(tǒng)酶ⅡB和ⅡA組分，烯醇化酶，L-乳酸脫氫酶，丙酮酸激酶，甘油和多糖ABC轉(zhuǎn)運體ATP結(jié)合蛋白，NADH脫氫酶，磷酸乙酰轉(zhuǎn)移酶，轉(zhuǎn)酮酶和Vsp。
　　比較蛋白質(zhì)組學(xué)分析
　　對蛋白質(zhì)組學(xué)中表達量下調(diào)的蛋白進行生物信息學(xué)分析

5、，發(fā)現(xiàn)表達量下調(diào)的蛋白中不存在旁系同源基因和分泌蛋白。蛋白互做分析發(fā)現(xiàn)2個蛋白與全基因組分析結(jié)果相同。此外，KEGG富集分析顯示Mbov0062富集結(jié)果與前期基因組學(xué)和互做蛋白分析結(jié)果一致。蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)庫同樣發(fā)現(xiàn)一些重要的牛支原體毒力因子，這些毒力因子與前期全基因組學(xué)分析結(jié)果一致。蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)了8個重要的毒力因子，包括3-磷酸甘油醛脫氫酶，二氫硫辛酰胺脫氫酶，分子伴侶DnaK，延長因子，乙醇脫氫酶，磷酸脫氧核糖醛縮酶，L-

6、核酮糖-5-磷酸3-差向異構(gòu)酶和3-脫氫-L-古洛糖酸-6-磷酸脫羧酶。
　　牛支原體強弱菌株中H202的產(chǎn)生
　　為了證實牛支原體代謝產(chǎn)物H2O2與毒力相關(guān)，且隨著傳代次數(shù)的增加，H2O2產(chǎn)量逐漸降低，本部分研究對不同帶次的牛支原體H2O2產(chǎn)量進行測定，同時從轉(zhuǎn)座子突變體庫中挑選致弱菌株中缺失片段的基因缺失突變菌株，并對突變菌株的H2O2產(chǎn)量進行測定。結(jié)果顯示缺失基因的H2O2產(chǎn)量與HB0801野生菌株(P1）沒有差異。<