原油中存在各种形式的有机硫化合物,这些有机硫化合物可导致原油乳化、降低油品质量,并在燃烧过程中释放大量二氧化硫。化石燃料中的硫化合物会带来全球性的环境问题,为了减少燃料燃烧对环境的危害并满足日益严格的排放标准,应严格降低燃料中的硫含量。目前,加氢脱硫（Hydrodesulfurization,HDS）广泛用于有机硫脱除。然而,HDS的处理导致产品轻质化,汽油和柴油的粘度降低,因此不适合生产高粘度的重质船舶燃料油。生物脱硫（Biodesulfurization,BDS）是一种有前途的脱除原油中有机硫的方法,并具有独特的优点,如环境友好型的处理方式和适度的反应条件。目前,已报道的生物脱硫菌株不断增加,但大部分属于常温菌,对嗜热菌的研究仍然欠缺。本研究中,热葡萄糖土杆菌W-2（Geobacillus thermoglucosidasius W-2）是一株高效脱除有机硫的细菌,对两种初始总硫含量分别为2.81%（高硫）和0.46%（低硫）重油的脱硫率分别达到约40%和55%。为了从基因水平寻找负责有机硫脱除的关键途径和基因,以原油中常见的模式含硫化合物二苯并噻吩（Dibenzothiophene,DBT）、苯并噻吩（Benzothiophene,BT）为诱导物进行诱导培养。转录组分析表明一些转运蛋白基因和几个关键脱硫基因（SsuD₁/SsuE₁和SsuD₂/SsuE₂）响应DBT的诱导,呈现显著性的上调表达。这些脱硫相关基因被认为行使将有机硫转化为无机硫的关键功能。进一步对嗜热烷基磺酸盐单加氧酶系统SsuD₁/SsuE₁和SsuD₂/SsuE₂的功能表征显示,SsuD₁/SsuE₁和SsuD₂/SsuE₂表现出较好的热稳定性、pH稳定性以及广泛的有机硫底物适用性。两套有机硫生物脱除系统的存在可能赋予菌株W-2更好的生存能力和更高的有机硫脱除能力。综上,本文系统地研究了热葡萄糖土杆菌W-2对重油的有机硫脱除能力,获得两套有机硫生物脱除系统SsuD₁/SsuE₁和SsuD₂/SsuE₂,进一步的酶学表征揭示SsuD₁/SsuE₁和SsuD₂/SsuE₂具有很好的抗逆性。这种特殊的硫代谢作用不仅为工业应用提供可能,而且增强了人们对微生物在自然界硫循环中所起作用的认知。