原文链接：Frontiers | Sulfur Metabolism in the Extreme Acidophile Acidithiobacillus Caldus (frontiersin.org)

摘要

考虑到在低pH条件下生活的挑战，在化石自养喜温酸性硫杆菌Acidithiobacillus caldus中开始了无机硫化合物（ISC）氧化的分析。A.caldus能够代谢元素硫和广泛的ISCs。它涉及破坏环境的酸性溶液的生产，并参与了工业生物浸出操作，在那里它形成了用于回收金属离子的微生物群落的一部分。基于最近发表的A.caldus型菌株基因组序列，元素硫和ISC代谢预测基因的生物信息学重建包括：硫醌还原酶（sqr），四硫代水解酶（tth），两个可能参与硫代硫酸盐氧化的sox基因簇（soxABXYZ），硫加氧酶还原酶（sor），以及各种电子传输部件。通过半定量逆转录PCR的RNA转录谱表明，在四硫酸盐存在的情况下，sox基因上调。在元素硫和四硫酸盐上生长期间，对总可溶性和膜富集蛋白质组分进行了广泛的基于凝胶的蛋白质组学比较，确定了两个Sox簇的不同蛋白质水平，以及在元素硫存在下上调的几种伴侣蛋白和应激蛋白。蛋白质组学结果还表明异二硫化物还原酶（HdrABC）参与了A.caldus ISC代谢。讨论了Hdr在嗜酸菌中的一个新功能。额外的蛋白质组学分析评估了附着在固体元素硫上生长的细胞与浮游细胞之间的蛋白质表达差异。这项研究为这种嗜酸化石自养菌的硫代谢和在附着固体元素硫过程中的基因表达提供了见解。

图1 可能参与无机硫化合物（ISC）代谢的酶的基因簇，以及由A.caldus基因组序列的生物信息学分析预测的末端氧化酶和NADH醌氧化还原酶复合物的基因簇

(A) A.caldus ISC代谢的建议模型

(B) 缩写：sox，硫氧化系统；doxD，硫代硫酸盐：喹啉氧化还原酶；tth，四硫代水解酶；hdr，异二硫化物还原酶；硫醌还原酶；sor，硫加氧酶还原酶；hyp，假设蛋白质；细胞色素氧化酶组装因子caf；ftr，血红素O合酶，原血红素IX法尼基萤光素酶；g6pi、葡萄糖-6-异构酶；mfs，主要促进因子超家族蛋白；atrp，假定的氨基酸转运蛋白；matr，推定的苹果酸转运蛋白；blac，β-内酰胺酶；tpase，转座酶；tchq，双组分系统-组氨酸奎宁酶；rtc，双组分系统&响应调节器。