大肠杆菌属于革兰氏阴性菌,其胞外被膜由内膜,外膜和膜间质空腔构成。由于外膜具有高度通透性,大肠杆菌膜间质直接暴露在外界环境的波动之下。在膜间质中,DegP是一个重要的质量控制因子。DegP是HtrA家族蛋白,在高温时对大肠杆菌的生长必需。DegP性质独特,功能上同时具有分子伴侣和蛋白酶活性,结构上存在着底物诱导的寡聚体形式转变。已经鉴定到有些外膜蛋白在37℃时会与DegP共纯化和共结晶,DegP对其中的OmpA表现出既可降解错误折叠部分,也可保护正确折叠部分的蛋白酶/分子伴侣双重功能。DegP的体内底物是否限于外膜蛋白;对外膜蛋白的作用又是否遵循OmpA的模式;高温时的底物是什么,此时生理必需性的原因又是什么尚不清楚。　　本研究采用共纯化和体内光交联两种方式系统鉴定了DegP不同温度时的体内底物,阐释了DegP高温生长必需的原因,探讨了DegP对不同底物发挥不同功能的情况及其机制,并发现DegP的另一生理功能,即帮助大肠杆菌抗酸胁迫。　　首先,本研究用共纯化联合高效液相色谱串联质谱的方法鉴定得到了不同温度下与DegP相互作用的蛋白谱。对蛋白谱的分析显示,DegP在不同温度下的底物无明显差异;并且不同温度下DegP对这些外膜蛋白底物(除OmpA外)发挥了蛋白酶活性而非分子伴侣活性为主的功能。本研究证明细胞中外膜蛋白的错误折叠常温时很少发生,而高温时大大增加,这些错误折叠外膜蛋白必须被DegP降解,否则细胞产生外膜缺陷直至死亡,而这就是DegP虽然在两个温度下的底物与功能均相同,却对高温生长必需的原因。错误折叠的外膜蛋白来自膜间质转运部分,暗示外膜蛋白膜间质未成熟形式对温度敏感,这与其他膜间质蛋白的普遍抗热性非常不同。　　其次,本研究证明了OmpA与DegP的关系不同于其他外膜蛋白是因为存在膜间质可溶性结构域。体外酶切实验还证实DegP对连接有可溶膜间质结构域的β桶外膜蛋白降解速度慢于单纯p桶外膜蛋白。这说明可溶性结构域降低了其所连接的p桶被DegP降解的速率,从而使OmpA有更多时间进行重折叠。　　再次,本研究通过体内光交联验证了DegP与外膜蛋白确实有体内相互作用,并发现DegP也与膜问质蛋白相互作用。以鉴定到的膜间质蛋白OppA为例进行的研究表明,OppA是DegP的蛋白酶底物。此外,本研究还比较了光交联与共纯化方式之间以及光交联选用不同探针之间的差异和优劣势。　　最后,本研究发现了DegP的另一个生理功能：帮助大肠杆菌抗酸胁迫。这个过程与其蛋白酶活性相关,是在酸性回复中性的过程中发挥作用的。