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金属硫蛋白（ MTs）是一类低分子量、富含半胱氨酸并能够螯合金属离子的蛋白。纤毛虫MTs与高等生物中的MTs相比，结构和功能上具有特殊性和多样性。四膜虫MTs属于第7家族，由不同的串联重复的模块组成，其序列与哺乳动物相比保守性不高，且序列长度较长。四膜虫 MTs在串联重复结构上的差异，导致不同 MT亚型抵抗金属离子的能力也存在差异。四膜虫Tetrahtmena elliotti中存在两种不同亚型的MT基因Te-MTT2-L及Te-MTT2-S，本研究以这两种不同长度的MT为基础分析金属硫蛋白序列长度与其解毒能力的关系。主要研究结果如下： 1. Te-MTT2-L和Te-MTT2-S的鉴定通过PCR扩增出Te-MTT2-L和Te-MTT2-S两种基因。Te-MTT2-L（447 bp）编码149个氨基酸，Te-MTT2-S（273 bp）编码90个氨基酸，两基因序列中均无内含子。通过对Te-MTT2-L和Te-MTT2-S中的氨基酸序列的模块进行预测，发现这两种基因具有典型的铜离子诱导型金属硫蛋白的结构特征，应属于7b亚家族的成员。 2. Te-MTT2-L和Te-MTT2-S在大肠杆菌中的融合表达突变大肠杆菌终止密码子后，分别构建了重组质粒 pGST-Te-MTT2-L、 pGST-Te-MTT2-S和pSUMO-Te-MTT2-L、pSUMO-Te-MTT2-S。转化大肠杆菌 BL21后，0.05 mmol/L IPTG，37℃诱导4 h表达出与 GST和 SUMO融合表达的 Te-MTT2-L/S蛋白， SDS-PAGE结果分析发现：与 GST标签相比，SUMO标签能显著提高 Te-MTT2-L和 Te-MTT2-S蛋白在上清中的表达量，并提高其可溶性。SUMO-Te-MTT2-L和SUMO-Te-MTT2-S经 Ni柱亲和纯化获得电泳纯的蛋白。85℃，15 min温浴后， SUMO-Te-MTT2-L和SUMO-Te-MTT2-S蛋白在10mmol/L PBS溶液中稳定存在。结果表明：结果表明SUMO表达系统提高了Te-MTT2-L和Te-MTT2-S的可溶性表达。 3.重组大肠杆菌对 Cu2+和 Cd2+的耐受性比较在大肠杆菌BL21/pGST-Te-MTT2-L、BL21/pGST-Te-MTT2-S和BL21/ SUMO-Te-MTT2-L、BL21/SUMO-Te-MTT2-S对Cu2+和Cd2+的耐受性实验中，融合表达长链MT的重组大肠杆菌BL21/ SUMO-Te-MTT2-L对Cu2+和Cd2+的耐受性最高。这表明金属硫蛋白的序列越长其解毒能力越强，对细胞抵抗逆境环境更有利。 4.重组大肠杆菌BL21/ SUMO-Te-MTT2-L对Cu2+和Cd2+的螯合能力显著提高用X-射线荧光光谱仪检测重组大肠杆菌对Cu2+和Cd2+的螯合情况，单位干重的重组大肠杆菌BL21/pSUMO-Te-MTT2-L螯合Cu2+的能力是BL21/pE-SUMO的10倍；螯合Cd2+的能力是BL21/pE-SUMO的1.6倍，并且对Cu2+和Cd2+的螯合主要发生在前5个小时。BL21/pSUMO-Te-MTT2-S螯合Cu2+的能力是BL21/pE-SUMO的6.5倍，螯合 Cd2+的能力是 BL21/pE-S UMO的1.4倍，但此螯合过程与BL21/pSUMO-Te-MTT2-L相比相对缓慢，长序列的 Te-MTT2-L与短序列的Te-MTT2-S相比，能在较短时间内螯合更多的金属离子。 本研究首次从四膜虫Tetrahtmena elliotti中鉴定得到两种新的CuMT基因Te-MTT2-L和Te-MTT2-S，通过分析不同标签MT的蛋白表达情况，提供了一种通过SUMO标签高效可溶表达MT的方法；融合表达的SUMO-Te-MTT2-L不仅显著的提高了大肠杆菌对Cu2+和Cd2+的耐受性，也显著提高了大肠杆菌对Cu2+和Cd2+的螯合能力。结果表明，融合表达有长链 MT的大肠杆菌对金属离子的响应能力更强，响应速度更快。