温度对微生物进化产生了深远的影响,产生了嗜热、嗜温和嗜冷微生物。虽然嗜温微生物只在常温下正常生存,但当环境温度发生变化时,可激活一些热休克蛋白(Heat shock protein,HSP)的表达,保证菌体在较高的温度下仍能进行正常的生长代谢。这些HSP是重要的生物资源,在食品工业、环境保护、医疗健康等领域都有重要的应用价值。目前,研究人员对HSP已开展了GSI-IX价格广泛的研究,但对小热休克蛋白(s HSP)研究刚起步,仍有许多科学问题值得探讨。类球红细菌S1(Rhodobacter sphaeroides ATCC 17023)是一种重要的微生物,在食品医药、环保、农业等领域都有较多的应用。为提高该菌的耐热性能,本文主要针对类球红细菌S1中s HSP家族的热激应答蛋白开展研究。首先,通过设定不同温度(30-95℃)热激类球红细菌S1,最终确定75℃处理10 min作为后续热激处理条件。然后,将热激后的菌体采用i TRAQ蛋白质组学分析筛选出S1中产生应答的差异蛋白。对这些蛋白进行COG功能富集分析,发现属于HSP20家族的s HSP基因ibp A(RSP＿1016)、htp X(RSP＿0554)、RSP＿1572的表达水平在热激后显著上调。通过Pathway通路富集分析发现一些通路如转录翻译、信号传导等与S1的热胁迫耐受有关或产生积极作用。其中,脂肪酸合成代谢通路被全面激活,说明脂肪酸合成在S1抵御热胁迫中发挥了重要作用。通过蛋白质互作关系分析(PPI),发现ibp A、RSP＿1572和htp X编码的蛋白与Gro ES存在互作关系,Gro ES通过与这三个蛋白互作,使Biodata mining菌体受到热休克刺激后其胞内蛋白仍能正确折叠,从而提高细胞在热胁迫环境下的存活率。研究发现冷休克蛋白(RSP＿2346)与细胞色素c氧化还原酶Cyt o也存在互作关系,该酶是S1呼吸产能的参与者之一,对Cyt o中的关键亚基进行基因敲除,结果显示敲除基因后的细菌耐热性能下降。综合上述研究结果并结合已有的Gro ESL作用机制,初步解析了类球红细菌S1热激应答中s HSP的作用机制。基于上述研究结果,为进一步研究筛选出的差异蛋白在耐热机制中的功能,通过遗传学操作方法构建了7个基因工程菌株,分别为基因ibp A的敲除株(△ibp A)、过表达株(ibp A/op)、基因RSP＿1572的过表达株(RSP＿1572/op)、基因htp X的过表达株(htp X/oDS-3201 NMRp)及导入空质粒的对照株(WT/op)。以及呼吸链上Cyt o的两个关键亚基基因coxB-I(RSP＿1826)和coxB-II(RSP＿0118)的敲除株(△coxB-I△coxB-II和△coxB-II)。最后对4个工程菌株(△ibp A、ibp A/op、RSP＿1572/op、htp X/op),以及S1野生株(WT)和过表达对照株(WT/op)进行生物学功能挖掘。结果显示过表达ibp A和RSP＿1572能提高菌体在高温环境下的存活率,过表达htp X对菌体的耐热性能影响不显著。当菌体处于强酸和强碱环境时,过表达基因RSP＿1572、ibp A、htp X对细胞也具有保护效应,使菌体在强酸、强碱环境下比WT/op菌株表现出更高的存活率。当菌体处于高盐的环境时,RSP＿1572经过表达后能显著提高菌体的存活率,同时ibp A、htp X经过表达后对于菌体抵御盐胁迫的能力也有所改善。综上研究,表明RSP＿1572和ibp A在类球红细菌S1耐受高温、酸、碱和盐胁迫中都发挥了重要的功能,htp X在酸、碱和盐胁迫中起到一定的作用。