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钩端螺旋体(简称钩体)被广义的分为致病的问号钩端螺旋体和不致病的双曲钩端螺旋体。它们不仅形态特殊，而且进化地位古老，生理代谢中有许多特殊途径。其基因的组成和排列也与其他细菌有所不同，是生理代谢研究和进化研究的好材料。不同的钩端螺旋体，其异亮氨酸合成途径不同，有的用常规的苏氨酸途径，即：苏氨酸在苏氨酸脱氨酶(ilvA)的作用下形成α-酮丁酸，进一步生成异亮氨酸；有的用特殊的合成途径，丙酮酸途径，即：丙酮酸和乙酰辅酶A在柠草酸合酶(cimA)的作用下生成D-柠草酸，再进一步合成α-酮丁酸，最后生成异亮氨酸；有的用苏氨酸途径和丙酮酸途径一起合成异亮氨酸。
本研究通过测定两个途径中的关键酶ilvA和cimA的酶活，同时以亮氨酸合成途径的关键酶α-异丙基合成酶(LeuA)作为对照测定了我国流行的钩体病典型代表株中问号钩体的异亮氨酸合成情况和三株双曲钩体的异亮氨酸合成情况，发现所有测定的问号钩体都以丙酮酸途径作为唯一的异亮氨酸合成途径，而双曲钩体都是以丙酮酸途径和苏氨酸途径同时合成异亮氨酸。这预示着钩体的异亮氨酸合成途径可以成为区分致病性钩体和非致病性钩体的重要生化指标之一。根据问号钩端螺旋体黄疸出血群赖株测序后注释的ORFs，本课题组研制了钩端螺旋体全基因组DNA芯片。该菌共注释了4528个ORFs，该芯片包含了该菌株的150bp以上的ORFs 3582个，占全部注释基因的79.1％。我们应用该芯片研究了外源的支链氨基酸(亮氨酸，异亮氨酸，缬氨酸)对菌体全部基因表达的影响，以及支链氨基酸代谢终产物对其合成代谢和分解代谢途径的影响。结果表明，三个支链氨基酸对菌体的影响十分类似。当加入支链氨基酸后，184个基因(5.2％)发生了转录水平的变化。包括：核糖核蛋白基因和蛋白质合成相关基因，ATP合成酶基因，糖代谢和氨基酸代谢相关基因及核酸合成代谢相关基因，趋化蛋白合成基因，脂肪合成代谢相关基因，运输蛋白相关基因，信号转导相关基因等。但是发生变化的基因中并不涉及支链氨基酸分解代谢途径中的任何基因，说明支链氨基酸并不能作为碳源和氮源被钩体利用。这与前人的研究结论，长链脂肪酸是钩体的唯一碳源是一致的。另外，我们用Realtime-PCR进一步验证了芯片实验中筛选到的在支链氨基酸合成途径中受到调控的基因。