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聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoate:PHA)是一类生物可降解聚酯，一般以不溶颗粒物的形式存在于多种细菌和古菌的细胞内。极端嗜盐古菌在合成PHA方面有独特的优势，具有潜在的应用前景。PHA颗粒结合蛋白在PHA合成和PHA颗粒形成过程中起着重要作用，然而古菌中相关研究甚少。本课题分离了嗜盐古菌（Haloferax mediterranei）PHA颗粒结合蛋白，并采用多种生化手段和遗传学手段对蛋白功能进行了分析，首次揭示了嗜盐古菌中PHA颗粒上的组成蛋白，并对其PHA颗粒结构蛋白和调控蛋白进行了详细的功能阐述。 本文首先通过双向电泳结合质谱分析分离鉴定了嗜盐古菌PHA颗粒上的五个结合蛋白，包括一个注释为烯酰-CoA水合酶的MaoC蛋白(HFX_5217)、两个功能未知蛋白（HFX_5218和HFX_5219）和已鉴定功能的PHA合酶的两个亚基PhaE/PhaC(HFX_5220/HFX_5221)。基于基因组序列分析发现这五个蛋白对应的编码基因成簇排列，且这种基因簇结构在嗜盐古菌中较为保守，暗示了这几个基因在功能上紧密相关。HFX_5218和HFX_5219是PHA颗粒上丰度最高的两个蛋白，其中，HFX_5219是PHA颗粒上含量高达90％以上，推测它是PHA颗粒的结构蛋白PhaP，而HFX5218的蛋白序列含有一个可能的DNA结合结构域（一类发现于AbrB-like蛋白中的swapped-hairpin barrel fold类型的结构域），推测HFX_5218是PHA颗粒上的调控蛋白PhaR。通过结合基因敲除、基因回补和PHA发酵分析等实验，我们证明了PhaP会影响PHA的积累，发现敲除phaP降低了PHA的积累水平，PHA积累量仅为野生型菌株的70％左右。进一步通过透射电镜观察，我们发现野生型细胞中一般含有多个中等大小的PHA颗粒;而phaP的敲除使得细胞只积累一个巨大的PHA颗粒，且部分细胞没有观察到颗粒，可能发生了PHA颗粒的丢失。结合PHA颗粒蛋白组图谱分析，上述结果证明H.mediterranei中PhaP(HFX_5219)是PHA颗粒上最主要的结构蛋白phasin，可控制PHA颗粒的数量和大小，推测还可能影响PHA合酶的活性。BLASTp和进化树分析结果表明这类PhaP只特异地在嗜盐古菌中保守存在，代表着一类嗜盐古菌类型的PHAphasin。实验表明phaR与phaP共转录，利用荧光报告系统和Northern blotting等手段证明了H.mediterranei PhaR可通过抑制phaRP的转录水平来影响自身和PhaP表达量。ChlP-qPCR分析发现PhaR可直接结合自身启动子;进一步的启动子序列突变实验发现，在phaRP核心启动子上游毗邻BRE的位置，存在一个包含四个重复序列的负调节顺式作用元件，且该元件为PhaR可能的结合区域。在嗜盐古菌中，分析PhaR的同源蛋白序列，可以发现其AbrB-like区域高度保守，对其AbrB-like结构域中部分保守的极性氨基酸残基的突变引起了phaRP启动子活性显著上升，暗示这个新型的AbrB-like结构域为PhaR的转录抑制功能所不可或缺的部分。此外，数据表明当胞内无法积累PHA时，启动子PphaRP的活性显著降低，暗示PHA对PhaR的吸附效应可影响PhaR的调节。PHA发酵分析发现，当细胞同时缺失phaR和phaP时，细胞积累PHA能力严重下降，为野生型菌株的20％左右，单独回补表达haP可部分恢复其PHA积累水平，而单独回补phaR则可以完全恢复其PHA高积累能力，暗示PhaR蛋白亦可独立地促进PHA合成。通过透射电镜观察还发现phaR的缺失会使菌株积累形态极为不规则的PHA颗粒。上述结果表明PhaR除了可以作为一个转录因子通过调节自身和PhaP的表达从而影响PHA合成，控制PHA颗粒的形态之外，还可以通过不依赖于PhaP的方式促进PHA的积累。