BACKGROUND The adaptation of a marine prokaryote to live in freshwater environments or vice versa is generally believed to be an unusual and evolutionary demanding process. However, the reasons are not obvious given the similarity of both kinds of habitats. RESULTS We have found major differences at the level of the predicted metaproteomes of marine and freshwater habitats with more acidic values of the isoelectric points (pI) in marine microbes. Furthermore, by comparing genomes of marine-freshwater phylogenetic relatives, we have found higher pI values (basic shift) in the freshwater ones. This difference was sharper in secreted > cytoplasmic > membrane proteins. The changes are concentrated on the surface of soluble proteins. It is also detectable at the level of total amino acid composition and involves similarly core and flexible genome- encoded proteins. CONCLUSIONS The marked changes at the level of protein amino acid composition and pI provide a tool to predict the preferred habitat of a culture or a metagenome-assembled genome (MAG). The exact physiological explanation for such variations in the pIs and electrostatic surface potentials is not known yet. However, these changes might reflect differences in membrane bioenergetics derived from the absence of significant Na+ concentrations in most freshwater habitats. In any case, the changes in amino acid composition in most proteins imply that a long evolutionary time is required to adapt from one type of habitat to the other.

中文翻译：

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海洋淡水原核转化需要预测蛋白质组的广泛变化。

背景技术通常认为将海洋原核生物适应于生活在淡水环境中，反之亦然，这是一个不寻常且需要进化的过程。但是，考虑到两种生境的相似性，其原因并不明显。结果我们发现海洋和淡水生境的预测元蛋白质组水平存在重大差异，海洋微生物的等电点（pI）的酸性值更高。此外，通过比较海洋淡水系统发生亲属的基因组，我们发现淡水植物亲缘基因的pI值更高（基本变化）。这种差异在分泌>细胞质>膜蛋白上更为明显。变化集中在可溶性蛋白质的表面上。在总氨基酸组成水平上也可以检测到它，并且涉及相似的核心和灵活的基因组编码蛋白。结论蛋白质氨基酸组成和pI水平的显着变化为预测培养物或由基因组组装的基因组（MAG）的首选栖息地提供了一种工具。对于pIs和静电表面电位的这种变化的确切生理解释尚不清楚。但是，这些变化可能反映了由于大多数淡水生境中缺乏明显的Na +浓度而导致的膜生物能学差异。无论如何，大多数蛋白质中氨基酸组成的变化意味着从一种类型的栖息地适应另一种类型的栖息地需要很长的进化时间。结论蛋白氨基酸组成和pI水平的显着变化为预测培养物或由基因组组装的基因组（MAG）的首选栖息地提供了一种工具。对于pIs和静电表面电位的这种变化的确切生理解释尚不清楚。但是，这些变化可能反映了由于大多数淡水生境中缺乏明显的Na +浓度而导致的膜生物能学差异。无论如何，大多数蛋白质中氨基酸组成的变化意味着从一种类型的栖息地适应另一种类型的栖息地需要很长的进化时间。结论蛋白氨基酸组成和pI水平的显着变化为预测培养物或由基因组组装的基因组（MAG）的首选栖息地提供了一种工具。尚不知道这种pIs和静电表面电势变化的确切生理解释。但是，这些变化可能反映了由于大多数淡水生境中缺乏明显的Na +浓度而导致的膜生物能学差异。无论如何，大多数蛋白质中氨基酸组成的变化意味着从一种类型的栖息地适应另一种类型的栖息地需要很长的进化时间。对于pIs和静电表面电位的这种变化的确切生理解释尚不清楚。但是，这些变化可能反映了由于大多数淡水生境中缺乏明显的Na +浓度而导致的膜生物能学差异。无论如何，大多数蛋白质中氨基酸组成的变化意味着从一种类型的栖息地适应另一种类型的栖息地需要很长的进化时间。尚不知道这种pIs和静电表面电势变化的确切生理解释。但是，这些变化可能反映了由于大多数淡水生境中缺乏明显的Na +浓度而导致的膜生物能学差异。无论哪种情况，大多数蛋白质中氨基酸组成的变化都意味着从一种类型的栖息地适应另一种类型的栖息地需要很长的进化时间。