DExD/H-box蛋白指的是一类具有NTP酶活性的,隶属超级族2的DNA或RNA解旋酶,广泛存在于全部的真核生物细胞和大多数的细菌与古菌中,并且在这些物种中都具有很高的保守性。DExD/H-box解旋酶普遍具有9个保守的基序,基序II中存在核心的保守氨基酸序列D-E-A-D（asp-glu-ala-asp）,这个基序被认为是ATP的结合位点,ATP 水解为解旋酶的解旋活性提供能量,也根据这个基序对整个蛋白家族进行命名。DExD/H-box解旋酶参与许多细胞进程,在核酸代谢过程中起着重要作用,比如参与双链解旋、mRNA前体加工、转录、翻译、以及mRNA降解、基因损伤修复、核糖体生物合成、核糖核蛋白（RNP）复合体重排以及核质运输等。冰岛硫化叶菌（Sulfolobus islandicus）是一种在北半球广泛分布的极端嗜酸嗜热古菌。DExD/H-box解旋酶的存在,对该古菌在极端环境下的生存起着重要作用,但是对DExD/H-box解旋酶的研究仍然很有限。实验室前期研究中,得到了冰岛硫化叶菌中两个DExD/H-box解旋酶SiRe₀681与SiRe₁605的基因敲除型菌株,并分析了体内功能,但是敲除菌株的表型分析不够全面,体外生化实验也尚未进行。本课题尝试对冰岛硫化叶菌中的两个DExD/H-box解旋酶SiRe_<sub>0681与SiRe₁605进行进一步研究。在古菌体内过表达蛋白,测量生长曲线,并检测敲除菌株在低温环境下的生长速率,探索其体内功能。结合转录组数据分析敲除菌株在有或无MMS损伤剂处理下的转录水平变化,分析SiRe₀681与SiRe₁605在细胞内参与的途径与发挥的功能。并且在大肠杆菌中表达纯化蛋白,初步检测解旋酶活性。将SiRe₀681与SiRe₁605分别在古菌体内过表达,发现对菌株的生长没有明显的影响。但是在60℃的相对低温下,△SiRe₀681与△SiRe₁605两个敲除型菌株的生长速度都比野生型慢很多,说明DExD/H-box解旋酶对冷胁迫下S.islandicus的生存起着重要作用。之前的研究中发现,△SiRe0681在最适温度75℃下的生长速度比野生型REY15A要快,流式细胞分析表明敲除SiRe₀681可能跳过了一些G1/S期的核酸加工修饰过程,导致细胞进程加快。但是当在相对低温条件下,细胞生长速度却减慢了很多,说明这些SiRe₀681所调节的核酸加工修饰可能对细胞应对低温胁迫有很大帮助,有利于嗜热菌在更广泛的温度中生存。SiRe₁605的缺失同样导致了低温下细胞生长速度的减慢,而且敲除SiRe₁605会导致细胞在MMS损伤剂处理下更容易发生聚集。说明SiRe₁605可能参与基因修复,对于细胞遭受到冷胁迫或者损伤时,都会发挥重要的作用。转录组数据分析发现,MMS处理后△SiRe₀681中与细胞分裂相关的基因全部出现上调。反向旋转酶（reverse gyrase）对极端嗜热菌在高温下生存非常重要,反向旋转酶在△SiRe₀681中显著上调,在△SiRe₁605中却表现出显著下调,说明其对二者在MMS损伤剂处理下分别表现出的生长加快与生长减慢现象有一定的影响。MMS处理后△SiRe₁605中与基因修复、DNA复制、转录相关的基因都发生了下调,说明SiRe₁605参与细胞的损伤修复途径,缺失后导致细胞面对损伤压力加大,不得不减慢生长速度来争取时间修复。根据总体转录水平的上下调以及KEGG富集分析发现,敲除SiRe₁605对细胞内的基因表达水平以及代谢通路的影响比敲除SiRe₀681要大,说明SiRe₁605还可能参与许多细胞中的代谢通路以及表达调控过程。在转录组数据分析中发现,由于两个解旋酶SiRe₀681与SiRe₁605的基因敲除,导致一段连续区域的转录水平为0,这种特殊的现象可能与DExD/H-box解旋酶对基因沉默机制的调节有关。在大肠杆菌中表达SiRe₀681,并使用热处理与镍柱亲和层析的方法进行了纯化。SiRe₁605蛋白表达时容易形成沉淀,而且可能会从序列中间起始翻译同时表达多个蛋白,难以纯化。尝试改进表达纯化条件,更换载体,最终得到比较纯的SiRe₁605蛋白。使用三种不同的DNA底物进行活性检测,但是并没有表现出明显的DNA解旋酶活性,考虑到生物信息学预测SiRe₀681与SiRe₁605为RNA解旋酶,而且SiRe_<sub>0681在Thermococcus kodakarensis中的同源蛋白TK-dead在体外仅仅能够解旋RNA茎环结构,所以有待进一步检测其RNA解旋酶活性。