球形芽胞杆菌(Bacillus sphaer icus)是一种在自然环境中广泛存在的好氧型芽胞杆菌。部分菌株由于对蚊幼虫具有特异性毒杀作用，在世界范围内被成功地应用于疾病媒介蚊虫的生物防治。所有的球形芽胞杆菌不能代谢除N-乙酰基葡萄糖胺外的其它糖类物质，只能利用蛋白质类物质生长和发育，这个特性使其生产成本较高，从而阻碍了球形芽胞杆菌杀蚊制剂的进一步应用。本实验室前期的研究发现缺乏糖酵解途径的关键酶及转运系统可能是导致球形芽胞杆菌不能很好的利用糖类物质生长发育的主要原因。为了进一步了解球形芽胞杆菌的能源代谢模式，为改良商品化发酵技术提供理论基础，本研究重点分析了调节能源代谢的一个多效调控因子----代谢物控制蛋白A(Catabolite control protein A，CcpA)的功能。　　 本研究首先在完成了球形芽胞杆菌基因组测序的基础上，通过预测与ccpA基因同源的应答元件cre序列在基因组的分布情况，分析CcpA在球形芽胞杆菌中可能的调控网络。结果发现cre序列在球形芽胞杆菌基因组中广泛存在，不仅与代谢相关，而且涉及毒素，芽胞形成以及抗生素抗性等。说明CcpA在球形芽胞杆菌中应该是一个多功能调节因子。在通过同源重组的方法对球形芽胞杆菌的ccpA基因进行敲除后，对野生菌株与突变菌株进行了一系列的表型比较。结果发现突变菌株的胞外蛋白酶酶活和运动能力较野生菌株均下降，两菌株的蛋白表达水平也存在明显的差异。证明ccpA基因的突变对球形芽胞杆菌的生物学功能有着非常重要的影响。同时，我们发现对碳水化合物利用效率低和对氨基酸的依赖使突变菌株在基础培养基中生长缺陷。基于核磁共振的代谢组数据，我们绘制了球形芽胞杆菌中CcpA介导的代谢调控图。根据图中展示的调控关系，CcpA对碳水化合物代谢和氨基酸合成代谢相关基因的正调控是突变菌株在基础培养基中生长缺陷的主要原因。