耐辐射奇球菌（Deinococcus radiodurans, DR）对电离辐射、紫外线、干燥等一系列DNA损伤剂表现出强耐受力而著称,是地球上已知的辐射抗性最强的生物之一。耐辐射奇球菌体内能够大量合成类胡萝卜素。类胡萝卜素一般是从植物中提取,人们认为类胡萝卜、素能够维持身体健康,防止疾病。其可能机制为抗氧化作用、基因调控、细胞增殖调控、免疫调控、药理代谢酶活性的调控等。Deinoxanthin是耐辐射奇球菌特有的主要类胡萝卜素产物,含有13个共轭双键,在C2和C1’位各含一个羟基,而较长的共轭双键系统和活性基团取代被认为对类胡萝卜素清除自由基能力有重大贡献。已有的研究证明这种特殊结构的类胡萝卜素比其他类胡萝卜素包括番茄红素（lycopene）和p-胡萝卜素等（β-carotene）有更高的自由基清除能力,而且其清除效果与其浓度呈正比。由辐射水解产生的活性氧自由基（reactive oxygen species, ROS）是导致DNA损伤的重要因素。耐辐射奇球菌的ROS清除体系包括两个方面：抗氧化酶系统和非酶系统。Deinoxanthin作为DR菌非酶类抗氧化系统中的一种特殊天然化合物,能有效地清除活性氧自由基,在菌体的抗氧化作用中发挥着重要作用,它是耐辐射奇球菌极端抗性机制中的重要因素之一。 至今尚缺乏对Deinoxanthin药理学活性的研究,本文主要对耐辐射奇球菌类胡萝卜素产物进行了分离提取和药理学活性的初步研究。研究结果如下： 1.对耐辐射奇球菌类胡萝卜素产物进行了分离提取,研究了deinoxanthin的有效溶剂载体系统,并以此载体研究deinoxanthin对人卵巢癌细胞系A2780的药理学作用。通过研究四氢呋喃（tetrahydrofuran, THF）和小牛血清（fetal bovine serum, FBS）两种溶剂系统对deinoxanthin细胞吸收量的影响,发现以FBS（稀释倍数为10）为溶剂时,能够保持deinoxanthin的稳定性,并能够提高类胡萝卜素在人卵巢癌细胞A2780胞内的吸收量,12h时差异显著。同时,deinoxanthin具有抑制癌细胞生长的生物学活性,在浓度大于1μmol/L时呈现剂量依赖效应。在提高其对肿瘤细胞毒性方面,两种不同的溶剂系统在表现deinoxanthin对肿瘤细胞的抑制能力上有显著差异,FBS溶剂系统更适合用于研究deinoxanthin对肿瘤细胞的增殖影响。这在耐辐射奇球菌类胡萝卜素的研究中尚属首次,将促进特殊类胡萝卜素deinoxanthin药理活性的应用研究。 2.我们使用DPPH法分析发现,耐辐射奇球菌类胡萝卜素能高效清除自由基DPPH.利用已构建的R1ΔCrtB,由于CrtB的缺失,导致类胡萝卜素合成受阻,通过H202处理后,突变株细胞内蛋白质氧化损伤水平明显高于野生型。此结果说明,相对野生型来说,细胞内缺乏类胡萝卜素将导致蛋白质对氧化损伤更敏感。为了进一步探究耐辐射奇球菌类胡萝卜素对蛋白质氧化的影响,我们使用体外检测系统,研究了加入deinoxathin与否情况下蛋白质氧化损伤情况,结果表明,deinoxathin对蛋白质氧化损伤的抑制能力增强,呈现浓度依赖效应。 3.构建了耐辐射奇球菌类胡萝卜素合成相关基因的高效表达载体pET28I、pUC19-sdY和pUC19-OsdY,实现了DR菌CrtI、CrtY和CrtO基因转基因大肠杆菌,完成了转基因菌株对不同酸碱度（pH）、培养基（碳源、氮源、盐）等发酵条件参数的考察分析。 综上所述,耐辐射奇球菌类胡萝卜素能够有效保护蛋白免受氧化胁迫压力,可能是耐辐射奇球菌极端抗性机制的重要组成部分,并且这种特殊类胡萝卜素表现出抑制肿瘤细胞增殖等药理学活性,具有潜在的应用价值。