硫化物及其衍生物,经常是一些空气和水体的污染物。自然环境中,硫化物的主要来源是火山作用和微生物的厌氧硫代谢,在一些细胞内的代谢过程中,也会产生一定量的硫化物。过去,对硫化物氧化的研究大都集中在自养微生物,而异养微生物的硫化物氧化经常被忽略,因此在异养微生物中的硫化物氧化机制非常模糊。我们在异养微生物罗尔斯通氏菌(Cupriavidus pinatubonensis)中,发现了硫化物氧化相关的酶(过硫化物双加氧酶PDO和硫醌氧化还原酶SQR)的表达基因pdo和sqr附近存在一个可能的调控基因fisR,该基因所表达的蛋白为一类σ54因子依赖的转录所需要的激活子,具有典型的调控(R)、ATP酶(C)、DNA结合(D)三结构域形式。在目前已有的研究中,相似硫化物氧化途径的调控方式都是负调控,调控蛋白均为阻遏子：植物病原菌(Agrobacterium tumefaciens)中的生物膜生长抑制子BigR,以及金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)中的类铜敏感操纵子阻遏蛋白的硫转移酶抑制子CstR。本文构建了fisR基因敲除菌株和回补菌株,并进行了与硫化物相关的生理实验,fisR基因敲除菌株与pdo和sqr基因双敲除菌株在硫化氢积累和硫化物压力下的生长曲线等表型上的变化具有相同的趋势,说明了该基因对硫化物氧化相关的pdo和sqr基因存在正调控作用。随后,提取了野生型菌株和fisR敲除型菌株的RNA,进行了共转录分析,转录起始位点的测定,以及荧光定量PCR,检测硫化物氧化相关基因转录水平上的表达量变化。结果发现,fisR基因的缺失,使得pdo和sqr基因不再表达,证明了fisR基因确实具有正调控的作用。尝试添加硫化物对菌株进行刺激,再次检测pdo和sqr基因的表达量变化,发现其表达量大大提高,这表明硫化物可能诱导它们的表达。异源表达并纯化了不含调控(R)结构域,只包含ATP酶(C)和DNA结合(D)结构域的FisR-CD蛋白,通过蛋白-DNA相互作用的体外实验,证实了FisR-CD蛋白能够结合在pdo基因启动子的上游,并测得了结合位点的序列。构建了启动子报告系统,通过检测荧光强度,反映胞内转录活性的高低,证明了硫化物具有诱导作用,并且其浓度与诱导强度存在一定的正相关。并且利用启动子报告系统,进行FisR蛋白突变,发现调控(R)结构域中存在的三个半胱氨酸残基对蛋白的信号感受和活性调控具有重要的影响。本文通过一系列的实验,初步揭示了FisR调控蛋白对硫化物氧化途径的调控机制,为探究异养微生物中硫的代谢途径开拓了新方向。