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本研究课题主要针对2003年新发现的一株热泉新藻Leptolyngbya sp.JSC-1的铁特性产生的机理、基因和相关蛋白结构进行了研究。 首先获得纯藻种，并进行藻种的保藏。JSC-1在45℃、2000 lux光强、40μM铁浓度下生长最佳。JSC-1可以耐受400μM的铁浓度。 研究JSC-1的铁矿化机制与其结构相关的。随着铁浓度升高，其细胞外部EPS层首先出现铁矿化物的成核，这是由于外部EPS层上含有带负电的羧基，容易螯合带正电的铁离子，形成铁氧矿化物，作为抗氧化的第一道防线。当铁浓度继续升高时，在其内部多磷酸体的位置形成铁矿化颗粒，其有解毒作用，螯合金属离子，作为抗氧化的第二道防线。 研究还表明，400μM铁培养时，JSC-1细胞内部总铁含量明显升高，这与其内部形成矿化颗粒相关。同时，JSC-1内的Fe2+也显著升高，说明高铁对其造成氧化胁迫，超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)在400μM铁培养时，酶活显著升高。过氧化物酶(POD)在200μM铁培养时，酶活最高，但是在400μM铁培养时，酶活有所下降，其对铁的耐受性不如SOD和CAT强。 研究了JSC-1与铁代谢和抗氧化相关基因在低铁(4μM)、对照(40μM)、高铁（400μM）下的表达情况。通过内参基因的优化，最终选取rps1B和livD基因。研究发现，bfr、sod-4、cat基因，在高铁培养中，显著上调，是JSC-1与耐受高铁培养的相关性基因。也是其高铁氧化胁迫下的第三道防线以pUC18和pUC19载体成功构建了bfr、sod-4、cat基因的基因敲除载体。首次尝试以自然转化和电击转化的方式进行基因敲除并进行优化，但目前尚未敲除成功。 以bfr、sod-4、cat基因表达产物的蛋白序列进行比对，发现铁蛋白同源度低且在本应该高度保守的铁氧化中心位点出现明显差别，其谷氨酸变为丝氨酸，这可能对铁蛋白的结构和性质产生影响，因此研究其蛋白结构。构建pGEX6p-1-BFR、pET28a-BFR、pET22b-BFR三个表达载体，并进行纯化及纯化方法的优化。进行JSC-1中的BFR和Apo-BFR晶体的初筛和优化，获得JSC-1的5套Apo-BFR晶体衍射数据，JSC-1的Apo-BFR结构完成初构。得到4套泡Fe2+2.5 min的衍射数据，2套泡Fe2+65 min的衍射数据，3套泡Zn2+和Fe2+的数据，结构正在解析中。