环氧合酶(Cyclooxygenase,COX)是从花生四烯酸到前列腺素的生物合成途径中的中心酶,它有两种同工酶:COX-1和COX-2。两者均为膜蛋白,具有水溶性,本研究主要对COX-1进行探索,目的在于在光合细菌Rhodospirillum rubrumH2(R.rubrumH2)表达系统中表达出具有活性的COX-1。此外,COX-1和微粒体前列腺素E合酶-1(mPGES-1)可与二高-γ-亚麻酸(Dohomo-γ-Linolenic Acid,DGLA)反应合成前列腺素E1(Alprostadil E1,PGE1),也称为前列地尔,它是一种天然存在的前列腺素,可用作药物,因此尝试表达出COX-1,为PGE1的合成奠定基础。本研究以COX-1作为研究对象,首先利用基因重组构建pPUCTerm-COX-1表达载体,并在此基础上构建了pPUCTerm-m PGES-1表达载体,为后续检测COX-1的活性提供基础。以R.rubrumH2作为膜蛋白表达宿主,根据E.coli WM3064结合转化的性质,将构建好的载体转化到R.rubrumH2中,利用SDS-PAGE及电镜检测COX-1、mPGES-1是否表达,利用高效液相色谱法(HPLC)及质谱法(LC-MS)检测COX-1的活性,并研究了酶促反应过程中底物浓度、反应时间、反应pH三个条件对COX-1活性的影响。结果显示:利用PCR、双酶切和基因测序的方法鉴定重组菌株pPUCTerm-COX-1/mPGES-1均成功构建;利用SDS-PAGE及电镜检测鉴定COX-1、mPGES-1在光合细菌R.rubrum H2表达系统中成功表达,其大小分别为:53.8 kDa、17 kDa,且两者均在R.rubrumH2中以膜蛋白形式存在;利用HPLC和LC-MS鉴定COX-1在R.rubrumH2中成功表达且具有活性;经研究发现,酶促反应过程中,底物浓度为9.674 mM/mL、反应时间为30 min、反应pH为8.0时,COX-1的活性最高,且生成的PGE1含量分别为0.0482 mg/mL、0.0529 mg/mL、0.046 mg/mL。本研究成功地在Rhodospirillum rubrumH2表达系统中表达出了具有活性的COX-1,为COX-1用于生物转化合成PGE1提供了基础,并有力地推动了膜蛋白研究领域的发展。