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本研究是对耐辐射球菌抗辐射机制研究的一部分,耐辐射球菌是迄今为止发现的最抗辐射的生物之一,它可以耐受剂量超过15kGy的电离辐射而不发生突变,以往的研究发现耐辐射球菌的抗辐射表型和细胞内有效的损伤DNA修复有关,RecA在修复过程中扮演着重要角色,破坏recA基因后,耐辐射球菌失去了绝大部分辐射抗性。基因组测序发现,耐辐射球菌基因组缺乏recB、recC、recE、recJ、recO和recT等参与重组修复的关键基因,RecA蛋白究竟以什么方式参与细胞内DNA损伤修复还是一个谜。尽管发现pprI基因参与了耐辐射球菌RecA的表达,但对RecA的调节机制仍然还不了解。本文参照一般细菌RecA的调节模式,发现耐辐射球菌编码三个RecA调节蛋白类似物,包括两个LexA和一个RecX,通过对它们的功能分析,研究RecA的调控机制,对揭开耐辐射球菌的高抗辐射机制有重要启发意义。 LexA是recA转录中的一个重要的抑制子。在大多数革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌中,RecA的表达受DNA损伤的诱导,并激活其辅蛋白酶活性催化LexA自裂解,释放包括recA在内的多种DNA损伤诱导基因的表达。耐辐射球菌内有两个LexA蛋白同源物,它们都具有LexA蛋白结构域,包括DNA结合结构域,保守的裂解位点(Ala-Gly)和C末端的自裂解蛋白酶,可被RecA催化进行自裂解反应。Narumi等的研究认为其中的一个LexA同源物(dra0344)不参与recA基因的诱导表达,这使得了解另一个LexA同源物(dra0074)的活性对研究RecA调控更有意义。本文构建了基因dra0074的突变菌株,通过免疫杂交和启动子活性分析,对比了野生型和突变体中RecA的表达。实验数据表明,LexA(dra0074)同样不参与recA基因的诱导表达,论证了耐辐射球菌RecA的表达不需要LexA蛋白。进一步的蛋白质组学分析发现LexA(dra0074)的功能可能与细胞内的某种代谢有关。 RecX是一个调节蛋白,发现于许多细菌中,它的编码基因位于recA的下游,并且两个基因通常共转录。一般认为RecX能够直接下调RecA蛋白活性,降低RecA过表达对细胞的损伤。和大多数细菌不同,耐辐射球菌的recX同源基因(dr1310)位