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嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans，简称A.ferrooxidans)是一种最适生长温度为30℃、最适PH为2.0-3.0的革兰氏阴性菌株，该菌从Fe2+的氧化与通过氧化还原性无机硫化合物中获取能量，合成自身生长及生理代谢周期的蛋白质、糖等必需有机物。嗜酸性氧化亚铁硫杆菌是生物冶金工业中的优势菌种，目前已广泛应用于生物冶金等领域。嗜酸性氧化亚铁硫杆菌ATCC23270是生物浸出的模式菌株，其基因组信息已全部测序完备，并在常见的NCBI网站上详细注释。在现有已知的各种冶金微生物中，嗜酸性氧化亚铁硫杆菌由于其独特的能量代谢系统在生物浸矿中具有不可替代的地位:嗜酸性氧化亚铁硫杆菌以亚铁和还原性无机硫化合物为能源物质，尤其是其亚铁氧化能力，是微生物浸矿的必要条件。深入研究该菌的亚铁氧化相关基因及其功能，有助于提高该菌的亚铁氧化能力，使该菌更好地应用于实际生产，因此，具有理论研究和应用的双重意义。
嗜酸性氧化亚铁硫杆菌的亚铁氧化能力主要由其参与亚铁氧化的电子传递链控制，通过对该菌rus操纵子部分基因的过表达，分析了影响参与亚铁氧化的的关键功能基因，显示cyc2与rus基因在A.ferrooxidans的亚铁氧化电子传递途径中的关键作用，还显示AFE_1428基因和AFE_1429基因与cup基因的过表达密切相关。rus操纵子中cyc2和rus基因的过表达能使菌株的氧化亚铁能力显著提高，说明cyc2和rus均为该菌亚铁氧化电子传递链的关键限速位点。
借助转录组学手段分析了嗜酸性氧化亚铁硫杆菌ATCC23270，在转录水平有针对性地分析了电子传递链第一个受体蛋白编码基因，即rus操纵子第一个关键基因cyc2。发现Cyc2可能在A.ferrooxidans ATCC23270硫化氢代谢过程、硫酸盐同化、相关蛋白合成等生物途径中发挥重要的调控作用。其中，基于DEG分析，筛选出AFE_1428为Fe2+氧化电子传递链的第一个电子受体的候选基因，是亚铁氧化研究的主要靶标，为后续功能研究莫定了基础。
通过比较cyc2、AFE_1428过表达菌株不同条件下的亚铁氧化曲线、生长曲线以及相关基因表达的qPCR数据，结果显示cyc2与AFE_1428过表达菌株在以亚铁为能源的生长状况高度相似，在亚铁电子传递过程中，cyc2与AFE_1428有类似的氧化亚铁作用，但cyc2过表达菌株的亚铁氧化能力与效率略高于AFE_1428。随后对其表达的蛋白进行研究，通过改良邻菲罗啉测定方法，成功测出Cyc2蛋白和AFE_1428蛋白的亚铁氧化酶酶活，为cyc2和AFE_1428均是参与该菌亚铁氧化第一个电子受体蛋白编码基因提供了证据，具有重要的研究价值。
本论文的研究结果，为探究完备的亚铁氧化代谢途径，在理论研究层面上打下基础，进一步明确亚铁氧化过程中的关键编码基因及其功能;在实际应用方面可为构建亚铁能力提高的优良工程菌研究提供理论和方法指导。
嗜酸性氧化亚铁硫杆菌的亚铁氧化能力主要由其参与亚铁氧化的电子传递链控制，通过对该菌rus操纵子部分基因的过表达，分析了影响参与亚铁氧化的的关键功能基因，显示cyc2与rus基因在A.ferrooxidans的亚铁氧化电子传递途径中的关键作用，还显示AFE_1428基因和AFE_1429基因与cup基因的过表达密切相关。rus操纵子中cyc2和rus基因的过表达能使菌株的氧化亚铁能力显著提高，说明cyc2和rus均为该菌亚铁氧化电子传递链的关键限速位点。
借助转录组学手段分析了嗜酸性氧化亚铁硫杆菌ATCC23270，在转录水平有针对性地分析了电子传递链第一个受体蛋白编码基因，即rus操纵子第一个关键基因cyc2。发现Cyc2可能在A.ferrooxidans ATCC23270硫化氢代谢过程、硫酸盐同化、相关蛋白合成等生物途径中发挥重要的调控作用。其中，基于DEG分析，筛选出AFE_1428为Fe2+氧化电子传递链的第一个电子受体的候选基因，是亚铁氧化研究的主要靶标，为后续功能研究莫定了基础。
通过比较cyc2、AFE_1428过表达菌株不同条件下的亚铁氧化曲线、生长曲线以及相关基因表达的qPCR数据，结果显示cyc2与AFE_1428过表达菌株在以亚铁为能源的生长状况高度相似，在亚铁电子传递过程中，cyc2与AFE_1428有类似的氧化亚铁作用，但cyc2过表达菌株的亚铁氧化能力与效率略高于AFE_1428。随后对其表达的蛋白进行研究，通过改良邻菲罗啉测定方法，成功测出Cyc2蛋白和AFE_1428蛋白的亚铁氧化酶酶活，为cyc2和AFE_1428均是参与该菌亚铁氧化第一个电子受体蛋白编码基因提供了证据，具有重要的研究价值。
本论文的研究结果，为探究完备的亚铁氧化代谢途径，在理论研究层面上打下基础，进一步明确亚铁氧化过程中的关键编码基因及其功能;在实际应用方面可为构建亚铁能力提高的优良工程菌研究提供理论和方法指导。