辅酶Q（Coenzyme Q,Co Q）是生物体内广泛存在的一类具有氧化还原活性的醌类化合物。辅酶Q作为一种流动着的电子载体和氢载体,穿梭于真核生物线粒体内膜和原核生物细胞质膜内,将呼吸过程产生的活性电子由复合体Ι或复合体ΙΙ传递给复合体ΙΙΙ,参与生物体的有氧呼吸和能量产生。本课题以野油菜黄单胞菌（Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc）辅酶Q生物合成途径为研究对象,开展以下三方面工作:首先,通过BLASTp和功能域分析,我们发现Xcc拥有大部分大肠杆菌（Escherichia coli）Co Q₈生物合成同源基因,包括Xc＿0402（ubi A）、Xc＿0234（ubi B）、Xc＿0673（ubi E）、Xc＿1846（ubi G）、Xc＿3432（ubi H）、Xc＿3433（ubi I）和Xc＿0233（ubi J）,但是缺少分支酸-丙酮酸裂解酶基因ubi C、HP₈BA脱羧酶基因ubi D/X以及C6-羟化酶基因ubi F同源基因。前期工作已证明Xcc中的Xan B2为一新型分支酸裂解酶,代替Ubi C参与Xcc Co Q₈生物合成过程。其次,通过构建和筛选Xcc8004基因组文库寻找ubi D/X同源基因。提取文库质粒,利用电击转化和热激转化两种方法回补E.coli MG1655突变株?ubi D,筛选得到与野生型大小相近的10个克隆。但基因克隆与功能分析并未找到可能的ubi D/X同源基因。最后,我们利用Xcc8004突变体文库获得了16个Co Q₈合成基因突变株。我们发现,Xc＿0489的缺失导致菌株内Co Q₈含量明显下降、未知化合物X大量积累。ESI-MS分析证明该化合物X为Co Q₈合成中间代谢产物DMQ₈（6-脱甲基辅酶Q₈,C6-demethoxy-Q₈）。回补Xc＿0489使得突变株内Co Q₈含量恢复到野生型水平、DMQ₈完全消失,初步证明该基因的C6-羟化酶功能。随后,我们利用E.coli同功能基因ubi F成功回补XccΔXc＿0489,同时利用Xc＿0489部分回补E.coliΔubi F,确定Xc＿0489即为Xcc Co Q₈生物合成途径中的C6-羟化酶基因,重新命名为“xbi F”。功能域分析显示,Xbi F不属于大肠杆菌Co Q₈合成途径中的“Ubi I/Ubi H/Ubi F/COQ6羟化酶家族”,却与真核生物酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）COQ7及秀丽线虫（Caenorhabditis elegans）CLK-1同属“铁蛋白超家族”。点突变实验和基于大肠杆菌“Bacterioferritin”（“铁蛋白超家族”典型成员）的蛋白模拟,初步阐明了Xcc Xbi F的三维结构和催化机理。最终,我们利用Xcc Xbi F和Xan B2在NCBI细菌内广泛开展的BLASTp分析,揭示出了细菌辅酶Q生物合成途径的遗传多样性。此外,基于Xcc专性好氧的特点,其辅酶Q生物合成途径的阐述将为绿色农药的设计提供潜在的药物靶标,利于农业的可持续发展。