耐辐射奇球菌（Deinococcus radiodurans,DR）是地球上最顽强的生物之一,该菌对电离辐射、氧化压力、干旱、紫外线辐射和丝裂霉素C（MMC）等环境压力表现出强烈的耐受性,并且,该菌具有多层复杂的、兼具革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌特征的细胞外被结构,因而从发现至今一直作为生物体对环境压力抗性和细菌细胞外被研究的模式生物。但目前DR菌细胞外被的组成、稳定性机制及其在菌体抗性中的作用尚不清楚。本研究通过生物信息学、基因重测序、蛋白组学和分子生物学等手段鉴定了 DR细胞外被蛋白相关基因,研究了其在细胞外被结构和稳定性中的作用,以及与细胞表面层（Surface layer,S层）蛋白的关系。我们通过对 DR 基因组中含有tamB（translocation and assembly module B）基域的序列进行重测序和开放阅读框（ORF）预测,发现了原数据库中存在部分测序错误,证实了 DR₁462、DR₁461和DR₁460的编码序列实际作为一个ORF编码DR₁46T,预测为转运与装配组件蛋白亚基TamB的同源物。野生型DR菌的细胞外被蛋白质谱分析表明DR₁46T可能是一个完整的细胞外被蛋白。DR₁46T含有两个保守TamB结构域和C端DUF490结构域,不同于已报道的只含有一个TamB结构域和C端DUF490结构域的TamB蛋白。继而对DR₁46T基因进行完全和分段敲除,研究基因敲除菌的表型变化和各结构域的重要性。该基因的缺失导致细胞外被的S层和糖被层破损脱落、外膜受损,细菌生长速度变慢,表明DR₁46T是DR细胞外被的重要组成成分,对细胞外被的完整性和稳定性至关重要。DR₁46T突变株（△DR₁46T）对渗透压和机械外力的耐受力下降,表明DR₁46T参与了细胞外被刚性结构和压力抗性。而△DR₁46T对H2O2等氧化压力的抗性明显增强,通过电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测定胞内金属离子含量发现,△DR₁46T细胞内Mn离子浓度显著升高,与抗氧化能力相关的Mn/Fe比值升高2倍以上,这可能是导致△DR₁46T氧化抗性增强的原因之一。表型分析发现,C端DUF490结构域不是DR₁46T的关键结构域。研究了 DR野生型细胞外被蛋白组成和△DR₁46T脱落层的蛋白组成特征。构建了细胞表面S层结构蛋白SlpA（DR₂577）的突变株,通过比较野生型、ADR₁46T、DR₁46T部分缺失突变株与SlpA突变株（△SlpA）菌体形态和表型,并进一步对细胞外被和脱落层的蛋白组分析发现,在△DR₁46T外被中SlpA蛋白（123kDa）缺失,只以其不完整的蛋白片段形式存在,表明DR₁46T的缺失可能导致S层蛋白的装配受阻,说明DR₁46T参与维护DR菌S层的完整和稳定。此外,DR₁46T的DUF490结构域敲除对SlpA蛋白表达没有影响,细胞外被仍可以合成,但不能稳定的附着在菌体表面,进一步证明DUF490不是DR₁46T蛋白的主要功能结构域。DR基因组没有检测到转运与装配组件中的另一个组分TamA的同源基因,但存在一个进化上与TamA蛋白接近的BamA（β-barrel assembly machinery A）同源蛋白的编码基因DR₀379。通过该基因的突变、表型分析和功能初步研究,结果发现DR₀379缺失导致细胞分裂受阻,菌体聚集成团块状。突变株细胞外被受损脱落,并对渗透压极为敏感,表明DR₀379可能是DR外被合成途径的重要蛋白之一。DR₁46T与DR₀379突变株有着不尽相同的表型特征,二者的确切关系有待进一步研究。本论文研究了耐辐射奇球菌两个细胞外被蛋白的编码基因,阐述了其参与DR细胞外被结构稳定性及其与细胞表面S层的关系。研究结果不仅加深了对极端微生物-耐辐射奇球菌多层细胞外被特征和抗性的认识,还有助于进一步了解细菌TAM系统多样性和作用机制,为细菌细胞外被蛋白的研究提供基础。