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摘要南极是一个十分独特的生态环境,形成了强辐射、高盐度和低温等各种极端环境。为了适应这些极端环境,生存其中的微生物必然具备了独特的生理生化和分子机制。谷胱甘肽硫转移酶(GlutathioneS-transferases,GSTs)是谷胱甘肽系统的重要的抗氧化酶,是具有多功能的细胞脱毒酶,可以催化谷胱甘肽直接与亲电化合物结合,解除外源以及内源有毒代谢物的侵害,保证生物在各种胁迫存在下正常代谢和生长发育。本研究将以海冰细菌为材料,对GST基因进行克隆与表达,并分析其活性,期望从分子水平进一步完善海冰微生物对低温适应机制,同时能为抗逆基因工程提供新的思路和新的基因。<br>　　本研究以海冰细菌为材料,通过设计简并引物,筛选出一株含GST基因的菌株ANT506,对该菌株的16SrDNA基因序列同源性和系统发育进行分析,结果表明这株菌属于假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)。对菌株ANT506中扩增GST基因进行了生物信息学分析,该基因具有开放阅读框,其大小为654bp,命名为PsGST。PsGST基因编码的蛋白质含217aa,推测其分子量为24.3kDa,理论等电点为4.81。PsGST序列的三维结构模拟结果显示,该蛋白由4个β-折叠和10个α-螺旋折叠构成,具有两个保守功能域:G结合位点和底物H结合位点。通过对PsGST的氨基酸序列进行比对分析,发现该基因属于N_3GST家族。<br>　　将PsGST基因与载体pET-28a(+)连接,并将其转入宿主菌大肠杆菌BL21,IPTG诱导PsGST基因的异源表达。SDS-PAGE结果表明,表达的含6个His标签的GST蛋白分子量大小为28.5kDa。通过Ni离子亲和层析对其进行纯化,并对其进行了酶学性质研究。该酶的最适温度为40°C,酶在50℃下处理40min则完全失活。以上结果表明该酶是一种典型的低温酶。<br>　　以Pseudoalteromonassp.ANT506为材料,研究了在不同温度下,南极细菌体内的抗氧化酶的活性变化。结果表明,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和谷胱甘肽硫转移酶(GST)与低温适应呈正相关,这表明三种酶在南极海冰细菌低温适应过程中具有重要作用。<br>　　利用Plackett-Burman实验方法探讨葡萄糖、蛋白胨和MgSO4等11个影响因子对重组GST活性的影响,结果表明,影响GST活性的主要发酵培养基因子为玉米粉、酵母膏、MgSO4和(NH4)2SO4。