高温热泉、火山口、酸性矿水及生物冶金反应器等环境中，存在着多种价态的硫和大量氧化无机硫的原核微生物。嗜酸热硫氧化古菌通过氧化硫或者含硫无机化合物来获取生长和代谢所需的能量。这一代谢过程具有很高的开发利用价值，已被广泛应用于生物冶金过程中。然而，对于嗜酸热古菌异化型无机硫氧化代谢机制的研究目前还存在较多空白。　　实验室前期从中国云南腾冲热泉的泥水混合物中分离得到了一株利用元素硫和还原性无机硫生长的嗜酸热古菌Ar-4T，本论文对该菌进行了浸矿能力研究，发现其能够氧化黄铁矿和黄铜矿，具有潜在的生物冶金应用价值。通过生理生化性质以及系统进化方面的研究，确定该菌为泉古菌门硫化叶菌科生金球形菌属的新成员，命名为Metallosphaera cuprina，标准菌株为Ar-4T。　　为了更好地理解该菌代谢还原性无机硫化合物(RISCs)的能力，进一步开发其在生物冶金中的应用潜力，对该菌株进行了全基因组序列测定，本论文对测得的序列片段进行了拼接和注释，得到一个由1840348个核苷酸组成的单一环状染色体，未发现其携带质粒，基因组总共编码2029个蛋白。通过对注释结果的分析，解析了该菌的糖酵解和二氧化碳固定途径。　　对可能参与硫代谢过程的蛋白进行分析后，发现了在硫氧化菌中较普遍存在的保守基因簇dsrE2A-dsrE2B-tusA。为了探寻该基因簇所编码的蛋白DsrE2A、DsrE2B和TusA的功能，对这三个蛋白进行了异源表达以及生化性质的研究。结果发现DsrE2A和TusA在体外实验中仅可以利用连四硫酸作为底物，形成DsrE2A/TusA-cysteine-S-thiosulfonate，却不能利用实验中使用的其它低分子含硫化合物（硫氢化钠、多硫化物、谷胱甘肽过硫化物、硫代硫酸钠和亚硫酸钠）;DsrE2B则不能与实验中使用的任何底物反应。DsrE2A和TusA之间存在很强的相互作用，且能够形成复合物，它们的相互作用依赖于TusA的半胱氨酸残基Cys18，而不依赖于DsrE2A的半胱氨酸残基。进一步发现DsrE2A-cysteine-S-thiosulfonate能够将自身结合的硫代硫酸传递给TusA，生成TusA-Cys18-S-thiosulfonate。TusA半胱氨酸残基突变体TusA-C18S不具备结合和接受硫代硫酸基团的能力。此外，DsrE2A能够水解TusA-Cys18-S-thiosulfonate结合的硫代硫酸基团，使TusA得以循环利用。DsrE2A两个半胱氨酸残基的单突变体DsrE2A-C93S和DsrE2A-C101S同样具有与连四硫酸反应结合硫代硫酸基团、转移以及水解硫代硫酸基团的能力，双突变体DsrE2A-C93S/C101S则不具备这些能力，表明半胱氨酸在DsrE2A与连四硫酸反应以及催化水解硫代硫酸的过程中发挥着重要作用。本研究首次发现了DsrE2在异化型硫氧化中的功能，可以为更好地理解嗜酸热古菌的硫氧化代谢途径提供理论基础。