耐辐射奇球菌类胡萝卜素结合蛋白的生化功能及其表达调控研究

耐辐射奇球菌（DR）是一种能够忍受强烈电离辐射和强氧化剂等极端环境的微生物，菌体中疏水性的类胡萝卜素能够保护胞内DNA、蛋白质等，在菌体极端抗性中起着重要作用。我们前期研究表明DR菌的类胡萝卜素能与细胞质中的蛋白相结合，但目前对类胡萝卜素胞内载体（结合蛋白）的特性、功能及其表达调控的相关研究尚未见报道。本课题计划围绕DR菌类胡萝卜素胞内作用机理这一主题，在前期研究的基础上，研究并揭示DR菌类胡萝卜素结合蛋白的生化性质与功能、以及类胡萝卜素结合蛋白在外界压力下的表达调控规律。旨在探究菌体特种类胡萝卜素的结合、贮存和转运机制，深入了解其在菌体抗性中的作用机理，研究结果不仅为耐辐射奇球菌超强抗性研究提供新的见解，而且为探索结合蛋白在改造生物体抗性和性状等应用方面提供基础。

耐辐射奇球菌（DR）作为一种能够适应极端环境压力的微生物，其特殊的类胡萝卜素产物在菌体抗性中起着重要作用，但缺乏对类胡萝卜素贮存和表达调控等机制的研究。本课题围绕耐辐射奇球菌类胡萝卜素胞内作用机理这一主题，主要研究DR菌类胡萝卜素结合蛋白的生化性质与功能、以及类胡萝卜素结合蛋白在外界压力下的表达调控规律。研究发现了DR菌的类胡萝卜素能与细胞质中的蛋白结合，分离纯化并鉴定了DR1480、DR0479等多个类胡萝卜素结合蛋白，研究了其生化特性；利用基因突变、菌体表型变化分析等研究了蛋白的功能，结果表明，这些结合蛋白参与了菌体的抗性机制；研究了蛋白的结构域特征和保守氨基酸组成以及蛋白对类胡萝卜素的结合作用；探讨了耐辐射奇球菌的结合蛋白的可能进化关系；用转录组学等手段研究了氧化压力对类胡萝卜素结合蛋白转录表达的作用和调控因子，表明菌体可能是通过诱导结合蛋白的转录水平来增强其氧化抗性，结合蛋白的转录表达可能受到DtxR等多个调控因子的控制，对抗性相关蛋白的研究增进了对耐辐射奇球菌应对氧化压力胁迫复杂调控网络的认识。研究成果为深入了解耐辐射奇球菌特种类胡萝卜素在菌体抗性中的作用和揭示耐辐射奇球菌极端环境适应机理提供了新的见解，而且为其在改造生物体抗性和性状等应用方面提供了基础。