Comparative Proteomics of Three Species of Ammonia-Oxidizing Bacteria
Notice bibliographique
Résumé
Ammonia-oxidizing bacteria (AOB) are important members of terrestrial, marine, and industrial microbial communities and play a fundamental role in the Nitrogen cycle within these systems. They are responsible for the first step of nitrification, ammonia oxidation to nitrite. Although ammonia-oxidizing bacteria are widespread and essential to environmental and industrial systems, where they regularly experience fluctuations in ammonia availability, no comparative studies of the physiological response of diverse AOB species at the protein level exist. In the present study, we used 1D-LC-MS/MS proteomics to compare the metabolism and physiology of three species of ammonia oxidizing bacteria, Nitrosomonas europaea, Nitrosospira multiformis, and Nitrosomonas ureae, under ammonia replete and ammonia starved conditions. Additionally, we compared the expression of orthologous genes to determine the major differences in the proteome composition of the three species. We found that approximately one third of the predicted proteome was expressed in each species and that proteins for the key metabolic processes, ammonia oxidation and carbon fixation, were among the most abundant. The red copper protein, nitrosocyanin (NcyA) was highly abundant in all three species hinting towards its possible role as a central metabolic enzyme in AOB. The proteomic data also allowed us to identify pyrophosphate-dependent 6-phosphofructokinase as the potential enzyme replacing the Calvin-Benson-Bassham cycle enzyme Fructose-1,6-bisphosphatase missing in N. multiformis and N. ureae. Additionally, between species, there were statistically significant differences in the expression of many abundant proteins, including those related to nitrogen metabolism (nitrite reductase), motility (flagellin), cell growth and division (FtsH), and stress response (Rubrerythrin). The three species did not exhibit a starvation response at the proteome level after 24 hours of ammonia starvation, however the levels of the RuBisCO enzyme were consistently reduced after the starvation period, suggesting a decrease in capacity for biomass accumulation. This study presents the first published proteomes of N. ureae and N. multiformis, and the first comparative proteomics study of ammonia-oxidizing bacteria, which gives new insights into consistent metabolic features and differences between members of this environmentally and industrially important group.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».