壶瓶碎米荠（Cardamine hupingshanensis）是十字花科碎米荠属多年生草本植物,属于超聚硒植物。硒是人和动物的必需微量元素,因此可以通过从高聚硒植物中获取对人类有益的有机硒来补硒,而探索壶瓶碎米荠体内的硒代谢机制成为当前研究的热点。研究发现80mg·mL^-1的硒处理壶瓶碎米荠,其叶内GST-u4基因表达量显著增加,推测GST-u4基因与硒螯合作用及液泡贮存有关。本文采用RT-PCR方法克隆了ChGST-u4,利用在线工具对该基因进行了生物信息学分析;并对该基因密码子优化,构建表达载体,热激转化大肠杆菌Arctic Express进行表达条件筛选,得到的表达产物经纯化后通过等温滴定量热法对其活性进行了初步研究,为壶瓶碎米荠体内硒的代谢机制研究奠定了物质基础,主要研究结果如下:1、ChGST-u4确系谷胱甘肽硫转移酶基因家族tau亚家族基因;分子量大小为672bp,该基因编码224个氨基酸,蛋白质分子质量25.6872kDa,丙氨酸的含量最丰富,占总量的4.9%;理论等电点为6.18,该蛋白没有信号肽,有9个磷酸化位点;为亲水蛋白;ChGST-u4的二级结构主要有α-螺旋、β-转角、延伸链以及无规则卷曲四种形式,有两个结构域,无跨膜区域,定位于细胞质中。2、ChGST-u4密码子改造后,构建pCOLD II-ChGST-u4表达质粒,融合蛋白在三种条件下均以包涵体形式表达,在20℃,15小时,IPTG终浓度为0.5 mM,220rpm条件下沉淀含量较高;表达蛋白复性后纯化得到分子量大小约为26kDa,经Western Blot鉴定,抗体能够与目标蛋白特异结合,说明该纯化蛋白即是ChGST-u4蛋白。3、通过等温滴定量热仪检测,结果表明,四种小分子(GSH、PC2、SeO4^2-、SeO3^2-)与ChGST-u4均能特异性结合,结合能力为PC22-2-,四种小分子与ChGST-u4可能形成了氢键、离子键、范德华力等非共价键,说明表达后的ChGST-u4有活性,并且催化硒与谷胱甘肽螯合形成PC2存在一定的可能性。