异型胞高度分化，是丝状蓝细菌缺乏化合态氮源时的主要固氮场所。由于固氮酶对氧气非常敏感，异型胞内部的低氧气浓度有一套专门的机制来维持：在异型胞的发育过程中，细胞壁外发育出一层厚的糖脂层阻止了氧分子的自由出入；成熟异型胞的光系统Ⅱ复合体(PSⅡ)也失去了光合放氧功能，因此其自身内部并不放氧，而在营养细胞中的PSⅡ则负责光合放氧；异型胞还具有较强的呼吸活动，该过程会消耗一部分氧气。目前，对于光系统Ⅱ在异型胞分化过程中失去功能的机理研究报道很少。　　 本论文从蓝细菌Anabaena sp.PCC7120中分离到一种新的蛋白酶Alr3815，研究了Air3815对丝状蓝细菌生长发育的影响。Alr3815蛋白具有CysPc-结构域，为依赖于Ca2+的半胱氨酸蛋白酶活性结构域，在营养细胞和异型胞内都仅有很少量的表达。Alr3815过量表达会引起蓝细菌细胞形态和生长规律的变化，导致蓝细菌逐渐死亡；而缺失突变体△3815在化合态氮源存在或缺少两种情况下都可以生长，而在缺少化合态氮源的情况下菌丝体变黄、生长减缓，这表明alr3815删除后，蓝细菌的固氮作用受到影响。　　 在有氧气存在的情况下，△3815蓝细菌的固氮酶活性相当低；而当转到无氧条件并加以光照时，其固氮酶的活性恢复到与野生型蓝细菌相当的水平，本论文推测△3815蓝细菌异型胞内的氧气浓度要高于野生型。研究表明，△3815蓝细菌异型胞的糖脂层及其呼吸活性没有改变，PSⅡ有可能还具有放氧的活性；其异型胞还具有一定的光合放氧活性；低温荧光实验表明异型胞内具有一定量的PSⅡ；重组蛋白Alr3815蛋白与类囊体膜悬液温育，在不影响PSⅠ的情况下引起了放氧速率的下降：Western blotting杂交表明该蛋白降解了类囊体膜悬液PSⅡ中D1蛋白。　　 本实验结果显示，Alr3815是一种依赖于Ca2+的蛋白酶，为蓝细菌异型胞成熟过程中PSⅡ的降解所必需。