细菌中的RNA聚合酶由核心酶(α2ββ)和一个σ亚基组成，其中σ亚基可分为两大类，σ70家族和σ54家族。σ54因子的调控更为复杂，它所形成的RNA聚合酶需要利用激活蛋白水解ATP的能量才能起始转录。σ54与启动子DNA的相互作用在σ54的功能调控中发挥重要作用，激活蛋白则可以改变它们之间的相互作用，使σ54-RNA聚合酶发生构象变化，从而转变为具有转录活性的开环复合体。在此过程中，σ54要与激活蛋白、DNA和核心酶发生复杂的相互作用，才能确保开环复合体的正确性成。因为目前仍然没有关于σ54的完整的高分辨率的结构，所以对于转录激活的过程中，σ54与核心酶、DNA以及激活蛋白如何作用，σ54的哪些部位参与了这些作用，目前并没有系统清楚的认识。　　 为了更清楚地了解σ54各残基在转录激活过程中发挥的作用，本论文利用丙氨酸一半胱氨酸扫描的方法对Klebsiella pneumoniae中的全长为477个氨基酸的σ54进行系统的突变和功能分析，以活性与野生型相同但不含半胱氨酸残基的Cys(-)σ54为模版，将它的3-476位残基，以两个相邻氨基酸为一组，依次突变为丙氨酸和半胱氨酸，构建了完整的σ54点突变体库，该突变体库共包括237个只含一个半胱氨酸的突变体。本论文在对以上所有突变体进行体内活性测定的基础上，又在以下五个方面，对所有的突变体在体外进行了功能测试，其中包括：(1)突变体与核心酶的结合能力；(2)突变体与激活蛋白的结合能力；(3)突变体与DNA的结合能力；(4)突变体的异构能力；(5)突变体对RNA聚合酶的转录能力的影响等。　　 结果表明：(1)σ54的Region I主要负责同激活蛋白的作用；(2)σ54的Region II中特定残基并不会对σ54的功能产生严重影响；(3)σ54的Region III主要负责σ54同核心酶和DNA的结合。以上结果与以前研究观点相一致。同时，本论文首次在Region I中发现了影响σ54与核心酶相结合的位点，验证了以前的猜测，即Region I通过与核心酶的微弱相互作用对RNAP功能进行调控；本论文还首次在Region III的调控结构域中发现了影响σ54因子的DNA结合能力的位点，并表明Region III的调控结构域C端可能会影响σ54与启动子-12序列的相互作用，调控σ54的功能；本论文还证实了Region III中的DNA结合结构域的C端在维持σ54的结构稳定性上具有重要作用，而它的N端则会影响σ54的核心酶结合能力等众多其它功能，与Region I一起在σ54的功能调控中发挥重要作用。本论文还观测到了σ54的不同功能之间存在的联系，表明σ54中负责结合核心酶的位点可能在激活信号的传递过程中发挥作用。这些新的结果进一步充实了我们对σ54因子功能的认识，同时，本论文中构建的含单半胱氨酸的σ54突变体库，也为将来进一步获得σ54的结构信息打下了基础。