由于耐药性致病菌的不断出现及新抗生素开发的减少,抗生素的临床疗效受到越来越严重的影响,已成为当今世界面临的最大难题之一。面对日益严重的细菌耐药性,仅针对新靶目标来研发新药远远不够,还需要针对细菌的耐药机制采取有效措施以遏制细菌耐药性的产生。课题组前期研究发现,大肠杆菌（Escherichia coli）YihE激酶在药物处理时能够保护细菌,且YihE对细胞的保护作用与有氧呼吸产生的ROS密切相关。我们使用转录组测序检测抗生素处理后细菌可能被激活的生物途径,发现许多对NO敏感的转录因子控制的基因在抗生素处理后表达上调,表明抗生素处理可能导致细菌胞内NO水平的变化。同时,研究表明NO与ROS之间也会发生相互作用。但是,YihE对细胞的保护作用与ROS和NO之间的关系目前尚未研究清楚。在本工作中,通过检测大肠杆菌中的NO含量,证实了抗生素处理会诱导细菌产生NO,且药物处理后Δyih E突变株中的NO含量高于野生型。由于NO主要源于Nar GHI经硝酸还原途径还原亚硝酸盐的过程,推测YihE激酶的细胞通路可能涉及硝酸还原途径及NO的产生。通过q-PCR检测了与NO代谢相关的基因的表达情况,并检测了其突变株对萘啶酸的敏感性。其中Δnar P、Δnar Q和Δhm P对萘啶酸较为敏感,Δnar L和Δnar X在低浓度药物处理下要比野生型敏感,说明硝酸还原途径可能参与细菌耐药机制。q-PCR结果显示,nar Q、nar P、nar L、nar X基因在Δyih E突变株加药及野生型加药后表达上调,进一步说明硝酸还原途径可能参与细菌对药物的反应机制,其与YihE激酶的关系还需进一步研究。为了确定在抗生素处理期间,NO是否影响大肠杆菌存活,我们使用NO供体（SNP）增加细胞NO含量,然后检测其对抗生素杀菌效果的影响。发现经SNP预处理后再用萘啶酸处理会减弱药物的杀菌作用,并且NO（SNP）在氨苄西林及链霉素处理时也能够对细菌起到保护作用。我们对其保护机制展开研究,发现NO预处理明显减弱了抗生素处理后细菌胞内的ROS含量,且NO浓度越高抑制ROS的作用越明显。此外,即使补充NO,在Δyih E突变株中的ROS水平仍高于野生型,表明NO对Δyih E突变株的保护作用要小于野生型,可见yih E基因缺失会影响NO抑制ROS的作用。为进一步了解NO、ROS及YihE激酶之间的关系,通过q-PCR检测了NO处理后参与氧化应激相关基因的表达,证实了NO预处理能够上调相关氧化防御基因的表达,推测NO可能通过激活氧化防御相关基因来降低细菌胞内ROS水平,从而提高细菌耐药性。而NO预处理后Δyih E突变株中这些基因的表达量低于野生型,可能是yih E基因缺失使细菌不能完全激活抗氧化机制,所以NO未完全保护Δyih E突变株不被抗生素杀死。进一步研究发现外源NO可以增强过氧化氢酶（CAT）活性并降低细菌胞内过氧化氢含量,尽管变化并不明显。另外,通过对细菌胞内NAD+/NADH及NADP+/NADPH检测发现,与仅用抗生素处理相比,经NO预处理再用抗生素处理后野生型与Δyih E突变株中二者比值降低,说明NO可能通过影响抗生素作用后的细胞氧化还原状态来保护细菌。并且,Δyih E突变株中二者比值都较高于野生型,代表yih E基因缺失致使细菌氧化还原状态失衡严重,显示出YihE激酶对维持细菌氧化还原稳态的重要性。最后,通过UPLC检测细菌胞内药物浓度表明NO处理不影响细菌对药物的摄取能力。本研究探索了YihE激酶参与细菌耐药机制的另一条生物途径——硝酸还原途径,发现外源NO能够作为信号分子使细菌做好防御准备以应对不利的环境,降低抗生素杀菌效果。其耐药机制与胞内ROS水平、相关抗氧化损伤基因、抗氧化酶的激活,以及细胞内氧化还原状态密切相关,而YihE激酶也同样通过这些耐药机制来保护细菌。此研究工作有助于我们进一步了解YihE激酶对细菌的保护机制,更加深入认识细菌与外界环境的相互作用,为未来针对细菌耐药机制及研发新药提供了一条新的途径。