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含硫氨基酸在不同的生物体中具有重要生物学功能,是一类功能性氨基酸,参与机体的功能调控,在DNA和蛋白质的修饰、细胞的免疫应答和氧化还原反应等过程中发挥作用。转硫途径是细胞内代谢的核心途径,因此,精确控制直接参与合成含硫氨基酸的转硫途径对于维持正常细胞功能至关重要。嗜热四膜虫是一种重要的单细胞模式生物,具有灵敏的环境响应机制和精细的细胞代谢途径。然而其细胞内转硫代谢途径并不清楚。本研究首次研究了嗜热四膜虫中转硫途径关键酶胱硫醚-γ-裂解酶,对其重组表达,活性分析和细胞内功能进行了系统分析,获得主要结果如下:1.嗜热四膜虫中胱硫醚-γ-裂解酶的酶活鉴定通过生物信息学分析,鉴定了嗜热四膜虫进化上保守的胱硫醚-γ-裂解酶基因（cystathionineγ-lyase 1,CGL1,TTHERM00052400）,开放阅读框1230 bp,编码409个氨基酸。在生长期高水平表达,而在饥饿期和有性生殖期维持在较低的表达水平。体外人工合成CGL1基因,构建重组表达质粒pGST-CGL1,转化大肠杆菌BL21（DE3）表达重组蛋白,亲和层析获得纯化的GST-Cgl1。酶活分析表明GST-Cgl1可以裂解胱硫醚产生半胱氨酸,裂解半胱氨酸和同型半胱氨酸产生H2S。在45℃以内相对酶活维持在70%以上;在45℃以后酶活力急剧下降。最适pH为8.0;在pH7.0左右较稳定,在偏酸或偏碱的条件下,均不稳定;当pH高于9.0之后,相对酶活不到10%。2.Cgl1定位于嗜热四膜虫细胞质和细胞核中构建重组质粒pNEO4-3HA-CGL1和pXS75-CGL1,分别转化四膜虫,获得融合了HA标签的突变株。免疫荧光定位表明,HA-Cgl1在营养生殖期定位在大核;饥饿期定位在细胞质;有性生殖前期定位在亲本大核,而在后期定位在细胞质中。当CGL1过表达后,HA-Cgl1在营养生殖期定位于小核和大核,并在核膜有富集;在有性生殖anlagen期之前定位于生殖小核、功能大核和细胞质,anlagen时期后新小核与亲本大核上出现明显定位。3.CGL1的过量表达抑制细胞增殖和有性生殖通过Cd2+离子诱导,CGL1过量表达。当CGL1过量表达,抑制细胞的增殖。有性生殖时期,过表达突变株小核异常分裂,导致细胞无法完成有性生殖过程,表明该基因可能参与细胞中DNA复制等过程。4.CGL1的敲减影响有性生殖过程中细胞核的稳定性为进一步研究CGL1的功能,构建敲除质粒pNEO4-KO-CGL1,转化四膜虫,通过抗性筛选和表型分配,无法获得稳定的CGL1敲除株,表明CGL1对细胞的增殖是必需的。因此,我们构建了诱导型干扰质粒pSMC1hpNEO-CGL1,转化四膜虫,获得CGL1干扰突变株。通过诱导和RNAi干扰,抑制CGL1表达,细胞的增殖降低。有性生殖过程中,CGL1干扰突变株不能正常形成合子核,发育中的小核异常降解,产生仅含有一个大核的单细胞。表明Cgl1参与调控了有性生殖时期功能性小核的形成。总之,本研究从嗜热四膜虫中鉴定出一种胱硫醚-γ-裂解酶基因CGL1。体外表达纯化获得重组蛋白GST-Cgl1。GST-Cgl1可以裂解胱硫醚产生半胱氨酸,裂解半胱氨酸和同型半胱氨酸,产生H2S。Cgl1不仅定位在四膜虫细胞质,而且动态定位在不同的细胞核。CGL1的敲减和过量表达均会影响四膜虫细胞的增殖,CGL1的敲减影响了有性生殖过程中合子核的形成。结果表明嗜热四膜虫中胱硫醚-γ-裂解酶具有不同的底物活性,参与调控营养生长期细胞的增殖;通过对生殖系小核的影响,控制细胞有性生殖进程。