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硫化氢(H2S)是继一氧化碳(CO)和一氧化氮(NO)后发现的第三种气体信号分子,在动物中与后二者具有相似的作用,能调节动物体内重要的生理功能。在植物中这一分子的作用也逐渐被认识,但是关于植物体内产生H2S的关键酶基因的功能研究才刚刚起步,因此还需进一步研究。拟南芥L/D-半胱氨酸脱巯基酶(AtLCD和AtDCD)是其内源H2S产生的关键酶。本实验以拟南芥为研究材料,将AtLCD (At3g62130)和AtDCD (Atlg48420)基因分别构建于原核表达载体pET28a,在大肠杆菌BL21(DE3)中进行诱导表达,分析这两种蛋白是否会影响大肠杆菌对重金属Cd2+的耐受性。主要结果如下：1.诱导表达AtLCD和AtDCD蛋白具有相应的半胱氨酸脱巯基酶活性。经软件分析AtLCD的蛋白条带大小为46.4kDa; AtDCD的蛋白条带大小为41.7kDa(http://www.expasy.ch/tools)。IPTG诱导后SDS-PAGE电泳检测,在45kDa位置附近出现了预期蛋白条带。H2S产生速率检测的结果表明,BL21(LCD)蛋白提取物以L-半胱氨酸(Cys)为底物产生的H2S的速率比对照高了1.07倍；BL21(DCD)以D-Cys为底物产生的H2S速率比对照高了7.2倍。2. AtLCD和AtDCD可增强大肠杆菌对Cd2+的耐受性。在220μM Cd2+胁迫条件下,存活率以菌落形成单位(CFU)的直径大于1mm为指标,结果显示菌株BL21(LCD)和BL21(DCD)存活率明显提高,是野生型(WT) BL21(DE3)的15.83倍和9.07倍；氧化损伤以丙二醛(MDA)和过氧化氢(H202)含量为指标,结果显示菌株BL21(LCD)和BL21(DCD)体内的MDA和H202含量显著降低；抗氧化酶系统以超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性为指标,结果显示菌株BL21(LCD)和BL21(DCD)体内的SOD和CAT活性显著降低；添加H2S的合成抑制剂氨水+丙酮酸钾(NH3+C3H3KO3,简称为NC)可部分抵消AtLCD和AtDCD的作用。3.H2S是大肠杆菌减轻氧化损伤、增强镉胁迫耐受性的原因。通过添加外源H2S的供体硫氢化钠(NaHS)处理野生型大肠杆菌BL21(DE3),结果显示在220μM Cd2+胁迫条件下,添加NaHS的野生型菌株BL21(DE3)存活率显著提高；同时添加NaHS和NC的存活率显著降低。