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锑(Antimony)是一种剧毒的类金属，锑中毒会导致人体心肌衰竭、肝坏死等疾病。自然界中有些微生物能够通过氧化毒性强的Sb(Ⅲ)至毒性弱的Sb(Ⅴ)来解毒。本课题组前期发现在锑氧化型细菌Agrobacterium tumefaciens GW4中Sb(Ⅲ)的氧化是锑氧化酶AnoA催化的酶促和H2O2介导的非酶促锑氧化共同组成的，但对于AnoA表达的调控机制还尚未阐明并且目前微生物Sb(Ⅲ)压力下的响应机制也尚未报道。本论文开展了菌株GW4在不加锑与加50μM Sb(Ⅲ)条件下的比较蛋白质组研究，然后利用分子生物学技术研究锑氧化酶AnoA的调控机制，并分析了锑压力下的代谢路径。 通过蛋白质组学和质谱测序鉴定得到21个加锑差异表达蛋白质均上调表达，根据KEGG功能分类，分别属于锑氧化及外排、碳代谢、脂类代谢、氨基酸代谢及膦酸酯代谢和磷酸盐转运等。其中，我们发现在加锑条件下磷酸盐转运蛋白PstS2的上调表达，前期报道PstS蛋白受磷酸盐调控蛋白PhoB的调控。PhoB为全局性调控蛋白，我们推测磷酸盐调控系统可能与Sb(Ⅲ)氧化存在相关性。 基因组分析发现菌种GW4有两套磷酸盐调控系统。将位于砷基因岛上一套命名为1，该基因簇中的磷酸盐调控蛋白基因phoB1位于磷酸盐转运系统pstBACS1的下游，方向相反;将远离砷基因岛的另一套命名为2，该基因簇中的磷酸盐调控蛋白基因phoB2位于磷酸盐转运系统pstBACS2的下游，方向相同。本论文主要结果如下:(1)通过报告基因融合实验，我们检测到GW4中的磷酸盐调控蛋白基因phoB1受Sb(Ⅲ)诱导效果不明显，但phoB2能够受Sb(Ⅲ)显著诱导;(2)在加Sb(Ⅲ)条件下检测菌株GW4、GW4-△phoB1、GW4-△phoB2、GW4-△phoB1/phoB2中锑氧化酶基因anoA的酶活，结果发现较野生型GW4中anoA的酶活相比，缺失phoB2基因anoA的酶活性受到明显的抑制，phoB1基因的缺失使anoA的酶活性略有下降，而双敲除株GW4-△pho B1/phoB2中anoA酶活几乎丧失;(3)对各个菌株进行生长和锑氧化实验结果表明，单敲除株在50μM Sb(Ⅲ)浓度下生长、锑氧化均不受影响，GW4-△phoB1/phoB2双敲菌株在不影响生长的情况下锑氧化效率明显降低;(4)对各个菌株在加Sb(Ⅲ)条件进行胞内H2O2含量测定，结果显示GW4-△phoB1中H2O2含量较GW4显著升高，GW4-△phoB2中H2O2含量极显著升高，互补株均回复表型。这些结果表明单敲除株氧化速率没有降低很可能是由于H2O2发挥了Sb(Ⅲ)氧化作用;而双敲除株中H2O2含量虽比野生型高，但仍低于GW4-△phoB2，并不足以弥补anoA的作用，因此氧化速率减慢;(5)细菌单杂交和EMSA等方法证明PhoB1、PhoB2能够与anoA启动子区DNA在体内和体外相互作用，并确定了结合位点。以上结果表明，磷酸盐调控蛋白PhoB1与PhoB2均对锑氧化酶基因anoA有一定的调控作用，但是PhoB2的调控作用更强。 该研究阐明了菌株GW4中锑氧化酶基因anoA的调控机制，并解析了异养型细菌对锑的压力响应机制，为利用微生物进行锑污染治理具有十分重要的理论价值。