二鸟苷酸环化酶（diguanylate cyclase,DGC）,可催化2分子GTP合成c-di-GMP,从而维持多种生物功能的稳态,但该蛋白在微生物有机溶剂应激中的作用和机理尚未阐述。本文通过iTRAQ标记技术和液相色谱-串联质谱方法分析了赤红球菌SD3菌株在甲苯和苯酚胁迫下响应情况,挖掘了赤红球菌SD3菌株的有机溶剂耐受性相关的应激蛋白、膜蛋白、调控系统和代谢途径。经qPCR分析发现在甲苯和苯酚胁迫下R.ruber SD3中dgc基因转录水平分别提高了1.57倍和8.71倍。此外,通过融合GST标签帮助DGC蛋白的折叠,首次异源表达得到红球菌中含有6段跨膜区的完整二鸟苷酸环化酶。GST-DGC融合蛋白的最适反应pH值和最适反应温度分别为8.0和47℃,并且表现出高热稳定性和良好的pH稳定性,在87℃孵育1h后,依然保留了94%的活性。该酶催化反应动力学分析表明,其Km、Vmax和Kcat值分别为9.8μM、0.7μM/min和1.3S^-1。与已报道的海栖热袍菌嗜热二鸟苷酸环化酶的Kcat值2.6 min^-1相比,本研究纯化得到GST-DGC融合蛋白催化合成c-di-GMP效率提高了约30倍。一些金属离子如Zn²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺、Ni²⁺和Co²⁺对GST-DGC蛋白质有抑制作用,而金属离子Mg²⁺、K⁺和Na⁺和螯合剂EDTA则对GST-DGC蛋白质有激活作用。更重要的是,该融合蛋白在甲苯、环己烷和正己烷存在下也显示出相当高的稳定性。本研究为大规模催化合成c-di-GMP提供了可能,为揭示二鸟苷酸环化酶与微生物有机耐受性的关联机制奠定基础。