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南极普里兹湾特定的地理环境和海底地形特点,能够长久保持高盐、低温、大密度等特点,其海底沉积物的微生物往往具有适应特殊环境的生理学上的特异性。其特定的生态环境蕴藏着独特而又极其丰富的微生物资源,其中大部分还鲜为人知,这为研究中度嗜盐菌盐适应机制开辟了一个崭新的平台。对普里兹湾深海沉积物中筛选到的中度嗜盐菌色盐杆菌NJS-2(Chromohalobacter sp.NJS-2)进行分类鉴定并分析其主要累积的相容性溶质种类及浓度。NJS-2主要累积相容性溶质为四氢嘧啶(ectoine),其次是谷氨酸(Glutamate)。根据四氢嘧啶合成基因ectABC的蛋白氨基酸的保守序列,设计了多对引物,以该菌株基因组DNA为模板进行PCR扩增后,经过序列测定和Blast分析,确定其为ectABC基因的部分序列。经过多次PCR和反向PCR,最终获得了一个全长2379bp的DNA片段。初步分析该片段含有编码四氢嘧啶生物合成途径中的三个酶的基因,ectA、ectB、ectC及上下游序列。对ectA、ectB、ectC进行克隆及诱导表达,分离纯化后得到四氢嘧啶生物合成途径中的三个重组蛋白酶,EctA,EctB和EctC。分别加入各自底物,测定酶活力来验证其反应方程式,从而在体外验证了该菌株四氢嘧啶生物合成途径。分析这三个重组蛋白酶发现,具有相似的酶学性质。四氢嘧啶在保护生物大分子上具有独特的功效,因此,我们研究了四氢嘧啶对Cu-Zn型SOD酶在热处理条件下的保护作用。研究结果表明,四氢嘧啶对经热处理的Cu-Zn型SOD酶有明显的保护作用。四氢嘧啶与脯氨酸、甘油、海藻糖、谷氨酸、甜菜碱,在相同热处理条件下比较,四氢嘧啶对Cu-Zn型SOD酶的热保护作用最为明显,且用量最少。另外,我们还分析了NJS-2在高渗环境下诱导合成的相容性物质四氢嘧啶对微生物细胞耐热性的影响。经10%NaCl诱导培养的耐盐细菌NJS-2,因细胞内积累了四氢嘧啶而获得耐热性。在供试的非四氢嘧啶合成菌株的热处理体系中,外源加入四氢嘧啶,能够提高细胞的耐热性。不同的微生物细胞在特定的处理温度下,其最佳热保护效果的四氢嘧啶添加浓度不同。