耐辐射异常球菌（Deinococcus radiodurans）是现有已知生物中对氧化性胁迫具有超强抗性的物种之一。胞内代谢和很多理化效应（如紫外辐射、电离辐射、干燥、过氧化氢等）产生的活性氧都可引起氧化性胁迫。至今,对耐辐射异常菌极端氧化性抗性分子调控机制的了解不是十分清楚,尤其是胞内游离氨基酸对极端氧化抗性作用缺乏认识。本论文从耐辐射异常球菌全局调控蛋白Irr E入手,开展紫外辐射胁迫条件下的转录组分析,研究Irr E对胞内有关氨基酸代谢基因的影响,着重分析了Lrp家族丙氨酸脱氢酶调控蛋白Ald R（DR1894）的作用。研究进展如下:1.Irr E作为全局调控蛋白,其突变导致菌株对辐射氧化高度敏感,转录组分析显示,在正常和UV辐射处理以后Irr E使得92个基因显著上调和86个基因显著下调（变化2倍以上,P≤0.05）。根据COG分类这些基因分为3类:信息的存储和处理、代谢以及少有研究的,其中DNA损伤修复相关的基因ppr A、ddr B、ddr A、ddr D、mut S、mut L、ruv B等显著下调。另外,Irr E突变引起了氨基酸代谢相关基因表达的变化,如dr0958和dr0959（peptide ABC transporter permease）,dr0965和dra0127（GMC oxidoreductase）以及dr1895（ald,编码丙氨酸脱氢酶）。RT-PCR分析验证ald基因等的表达显著下调,这说明Irr E可能会影响胞内丙氨酸的代谢。2.为了研究Irr E对细胞内氨基酸代谢的影响,利用HPLC的方法测定了irr E突变株不同胁迫冲击下胞内的游离氨基酸含量,正常生长条件下,野生型和irr E突变株胞内游离氨基酸总含量分别为40.6±1.7和39.1±3.9 mg/g干细胞,热激后分别为40.2±4.0和36.8±0.3,UV处理后分别为19.5±0.3和22.2±1.4以及H2O2处理后为38.7±2.9和38.5±1.0,其中含量较高的谷氨酸、丙氨酸、亮氨酸、赖氨酸等发生了不同程度的变化,如正常生长条件下,野生型和irr E突变株胞内游离丙氨酸含量分别为6.4±0.2和5.8±0.7,UV处理后分别为3.3±0.1和4.3±0.3。以上结果表明Irr E影响了胞内氨基酸代谢,参与了丙氨酸代谢的调控。3.初步研究发现ald基因的表达可能直接受DR1894蛋白的调控。为了研究DR1894的功能,我们首先运用生物信息学方法对其进行分析,结果表明DR1894蛋白属于典型的Lrp家族调控蛋白,与下游基因ald可能构成基因簇,具有Mycobacterium smegmatis丙氨酸脱氢酶调控蛋白Ald R特性。RT-PCR结果发现在不同胁迫（高温、重金属、H2O2,冷、UV）条件下,ald R基因的表达表现了不同程度的诱导表达。胁迫抗性分析发现ald R突变株对紫外、干燥、低温等理化胁迫的抗性与野生型一致,但是对于过氧化物（过氧化氢异丙苯,过氧化氢）敏感,存活率要比野生型低1-2个数量级。RT-PCR结果显示过氧化氢冲击后,ald R突变株中一些氧化抗性基因表达量下调,如oxy R、sod C、kat E、osm C、grx等。结果表明Ald R对耐辐射异常球菌的氧化抗性具有重要作用。4.为进一步探究Ald R与ald之间的调控关系,我们利用Biolog方法、特定培养基利用丙氨酸实验,发现ald R突变株对丙氨酸的利用能力弱于野生型。同时在特定培养基中培养到稳定期时,ald R突变株菌体的干重小于野生型。启动子分析发现ald启动子中含有Ald R的可能结合的反向重复区域CGCAACCGCGTTGCG。通过β-半乳糖苷酶活性的测定,ald启动子活性在ald R突变株中要比在野生型中的活性低3倍左右。另外我们发现ald R突变株对氯化钠和山梨醇抗性弱于野生型,也说明了ald R的突变会影响胞内渗透保护物质丙氨酸的含量。最后我们利用HPLC测定了不同条件下ald R突变株的游离氨基酸的含量,发现突变株中丙氨酸的含量确实发生了发生了变化。上述研究结果表明Ald R调控ald基因的表达,影响了胞内丙氨酸含量。总之,Irr E作为全局调控因子影响了耐辐射异常球菌的胞内代谢,特别是丙氨酸代谢。耐辐射异常球菌的氨基酸代谢（丙氨酸代谢）影响了其极端的胁迫抗性,但是具体的调控机制还有待进一步研究。