耐辐射奇球菌（Deinococcus radiodurans）对于多种环境的胁迫,如干旱、电离辐射以及氧化压力等具有极强的耐受性,是目前研究生物环境适应性机制的模式生物之一。拟核相关蛋白广泛地分布于原核生物中,是一类分子量较小的DNA结合蛋白,参与了包括拟核形态建成、DNA压缩、DNA复制和修复等多种生理过程,然而其受蛋白质翻译后修饰的调控机制目前尚不清楚。本论文以耐辐射奇球菌DR＿A0065基因及其编码的拟核相关蛋白Dr HU为研究对象,研究磷酸化修饰调控其功能活性及其对环境胁迫的响应机制,主要研究结果如下:（1）耐辐射奇球菌基因组编码了唯一的一个拟核相关蛋白Dr HU（DR＿A0065）,其属于该超家族蛋白中的类组蛋白（Histone-like protein,HU protein）家族成员。相较于其他的HU蛋白,除了相对保守的核心结构域（约90个氨基酸）之外,Dr HU还具有N末端延伸序列（约32个氨基酸）,其只在异常球菌属（Deinococcus）HU蛋白中保守存在。（2）根据实验室前期的质谱鉴定结果,我们发现在Dr HU核心结构域的第37号位点苏氨酸（T37）上存在磷酸化修饰,该修饰位点在HU蛋白中保守。由于DR＿A0065是一个必须基因,我们通过“先回补,后敲除”的策略成功获得了ΔDr HU/pk-T37A（表达T37A蛋白,无法被磷酸化修饰）和ΔDr HU/pk-T37E（表达T37E蛋白,模拟持续磷酸化修饰）两个点突变回补-敲除菌株。相较于野生型和ΔDr HU/pk-T37A菌株,模拟持续磷酸化的ΔDr HU/pk-T37E突变株对于UV、γ电离辐射以及过氧化氢等环境胁迫更为敏感,且生长速率和平台期的生物量明显降低,表明持续磷酸化具有一定的细胞毒性。（3）转录组测序结果进一步表明T37E蛋白的表达将导致细胞内934个基因转录水平发生上调以及847个基因转录水平发生下调,其中下调基因包含有众多参与DNA损伤修复的相关蛋白,如编码异常球菌属（Deinococcus）独有的Ddr系列蛋白以及DNA损伤修复转录因子Ppr A等,表明Dr HU的磷酸化修饰可能通过与DNA损伤修复相关基因结合在转录水平上进行调控。此外透射电镜观察结果表明相较于野生型菌株,ΔDr HU/pk-T37E和ΔDr HU/pk-T37A均表现出拟核弥散,其中ΔDr HU/pk-T37E的拟核弥散的程度更大,这与我们观察到的过表达T37E（ΔDr HU/pk-T37E）造成的“毒性效应”一致。（4）我们表达纯化获得了高质量的Dr HU蛋白,并对点突变蛋白T37E以及T37A进行了体外DNA结合解离常数的测定:结果表明模拟持续磷酸化的T37E蛋白较野生型蛋白对于不同长度的DNA双链具有更强的结合能力,而T37A蛋白则几乎无法与双链DNA形成稳定的蛋白质-核酸复合体。有意思的是DNA体外保护实验结果表明较低浓度的T37E蛋白无法有效保护DNA双链抵御氧化损伤的切割,表明在氧化应激下Dr HU蛋白需要较高水平的磷酸化才能起到保护作用,这也与我们观察到的ΔDr HU/pk-T37E回补-敲除株所具有的更高的自发突变率和转化效率一致。综上所述,本研究鉴定发现Dr HU蛋白在保守的T37位点具有唯一的磷酸化修饰位点,其可能通过增强Dr HU蛋白对于较短DNA双链的结合能力在基因组受到损伤以后维持其局部的稳定性,进而帮助耐辐射奇球菌适应高辐射等极端环境。然而,Dr HU磷酸化水平的失衡（如本研究中模拟持续磷酸化的蛋白）将对细胞造成毒性,抑制DNA损伤修复基因的转录表达,进而造成细胞对于DNA损伤剂的敏感,表明在胁迫环境下Dr HU蛋白的磷酸化修饰是个动态变化的过程,必须受到严格的调控。