环二鸟苷单磷酸（Cyclic-di-GMP）和双组分系统是细菌用来快速响应环境压力的两个主要信号系统,它们各自在细菌快速适应环境压力过程中的作用及调控功能已有较多报道。但是,关于这两个信号系统之间是否存在直接的交互作用及其偶联调控细菌抵抗环境压力的分子机制尚不十分清楚。分枝杆菌是一大类生长缓慢的放线菌,最近有研究暗示c-di-GMP和devR/devS双组分信号系统均参与调控分枝杆菌对氧化压力的适应。本论文主要以耻垢分枝杆菌（Mycobacterium smegmatis）为对象,发现和系统研究了c-di-GMP信号和devR/devS之间的交互作用,提出了c-di-GMP信号调控分枝杆菌抗氧化适应的新机制。首先,利用定量蛋白质组学分析发现:与野生型菌株相比,高c-di-GMP水平耻垢分枝杆菌菌株中devR/devS所在基因簇编码的蛋白表达水平普遍提高了1.2-1.5倍,这暗示c-di-GMP信号可能通过该双组分系统驱动整个基因簇的表达。进一步,通过EMSA和ChIP等实验证实,双组分调控子DevR可以直接结合基因簇内的两个启动子Ms5243p和Ms5246p,并正调控该基因簇的表达。同时转录组研究证实,高c-di-GMP水平菌株中devR/devS基因簇中基因的转录水平普遍上调了1.5-5倍。利用纯化的全长及其C端截短DevR蛋白,我们发现c-di-GMP可以特异性地与DevR的C端DNA结合结构域（DevRC）直接相互作用。然而,进一步的EMSA实验表明c-di-GMP单独并不影响DevR的DNA结合活性。鉴于前人工作已表明DevR的活性强烈受其双组份激酶DevS的磷酸化调控,因此,推测c-di-GMP可能通过影响DevR的磷酸化来调控DevR的DNA结合活性。进一步的体外磷酸化实验证明了这一假设,我们发现高水平的c-di-GMP可以使DevS对DevR的磷酸化效率提高18倍。最后,我们比较了不同耻垢分枝杆菌重组菌株在H2O2胁迫条件下的存活率差异。结果表明,超表达devR/devS基因簇内的基因可以增加耻垢分枝杆菌的氧化耐受能力,敲除devR或devS则降低Msm的这种耐受能力。当在野生型耻垢分枝杆菌中超表达鸟苷酸环化酶Yde H以提高菌株的c-di-GMP水平,耻垢分枝杆菌的氧化耐受能力得到明显增强;相反,在devR或devS的敲除菌株中超表达Yde H则不能增加耻垢分枝杆菌的这种能力。因此,c-di-GMP通过偶联devR/devS双组分系统协同调节耻垢分枝杆菌抗氧化耐受能力。基于这些发现并结合前人的报道,我们提出了一个模型:当分枝杆菌面临氧化胁迫时,胞内的c-di-GMP水平随之升高,c-di-GMP结合到DevRC引发DevR的构象变化,改变了DevRN与DevRC的分子内相互作用,导致N端的磷酸化位点Asp54暴露,从而促进DevS对DevR的磷酸化并诱发DevR的重新折叠,最终导致两个DevR分子间通过C末端相互作用形成具有DNA结合活性的二聚体,进而驱动靶基因的表达,增强分枝杆菌的抗氧化耐受能力。因此,本论文成功鉴定了耻垢分枝杆菌的双组份调控因子DevR为一个新的c-di-GMP信号受体蛋白,解析了c-di-GMP分子调控分枝杆菌抗氧化耐受的信号通路,发现了c-di-GMP信号偶联双组份系统激酶激活DevR活性的新机制。这些工作大大拓宽了我们对c-di-GMP信号分子调控网络的认识,加深了对分枝杆菌应对氧化压力及其环境适应机制的理解。