耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans,DR)是在目前已知的150万种生物当中,抗辐射性能最强的物种之一,它对Ionizing radiation,UV,drying,H2O2等表现出强烈的抗性。这些胁迫会对生物体内的核酸、蛋白质、膜结构等重要结构和活性物质造成不同程度的损伤。因此,耐辐射奇球菌的抗性机制一直是广大学者的研究热点,而其也被当作研究DNA损伤修复和极端抗性应激机制的模式生物。胁迫产生的ROS—直是造成细胞损伤乃至死亡的一个很重要的原因,而细胞内游离的铁离子将会导致ROS大量产生,从而对细胞造成严重的伤害。因此,作为极端抗性生物,耐辐射奇球菌如何减少细胞内过量的铁离子、保护细胞不被氧化物所伤一直是个热门的研究话题。我们前期研究发现,耐辐射奇球菌内基因dra0258编码的蛋白DRA0258具有保守铁结合位点,从而认为它很可能参与到了细胞内的铁平衡调节以及起着抗氧化的作用。本研究通过一系列实验证实了这一假设。通过对具有极端环境耐受性的耐辐射奇球菌全基因组进行序列比对分析,发现基因dra0258编码的未知功能蛋白具有铁储备蛋白Ferritin类似的序列,为了进一步证明这一点,本研究采用遗传学和分子生物学等技术对该基因的功能和性质进行了验证和分析。主要获得了以下结果:(1)运用三段连接法构建dra0258的突变株,并且比较突变株和野生株在双氧水处理下的生存率和对铁离子的敏感性,突变株和野生株胞内铁离子含量变化以及突变株和野生株在过氧化氢处理前后过氧化氢酶活性和总抗氧化活性的变化。发现dra0258基因的缺失会使耐辐射奇球菌对H2O2和Fe2+更加敏感,导致过氧化氢酶活性乃至细胞的总抗氧化活性下降。此结果表明dra0258参与到了耐辐射奇球菌的抗性调节中,并对其极端抗性能力起贡献。(2)克隆了dra02 8基因,对DRA0258蛋白进行表达和纯化,并运用络合物显色法测定蛋白上铁结合含量。结果表明DRA0258蛋白具备Fe结合能力,可能在细胞内参与了铁平衡的调节。(3)利用实时定量PCR检测dra0258缺失突变株内抗氧化酶类蛋白的转录水平。发现dra0258基因的缺失会导致耐辐射奇球菌内一些抗氧化相关蛋白转录水平下调,表明细胞的抗氧化应激系统受到损伤。综上所述,dra0258基因编码的蛋白具有调节耐辐射奇球菌内铁平衡,并参与细胞氧化应激反应的功能。然而该蛋白在其他生物体内同源性较低,因此该基因可能参与了耐辐射奇球菌独有的一些特殊抗性反应,其具体是如何在胞内发挥作用的还需要进一步研究。