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摘要
为研究耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)中类胡萝卜素的生化合成基因及其在该细菌抗辐射机制中的生物学作用,通过有机溶剂提取及LC-MS技术分析了D.radiodurans所产类胡萝卜素物质的主要组分,运用PCR及基因同源重组技术,对该菌中类胡萝卜素生化合成途径的八氢番茄红素合成酶(phytoene synthase,crtB)及八氢番茄红素脱氢酶(phytoene desaturase,crtI)基因进行了缺失突变,通过表型观察及HPLC定量分析突变株所产类胡萝卜素的组分变化确证突变株构建成功.野生株及crtB与crtI基因缺失突变株对电离辐射和H2O2的敏感性差异比较分析显示,和野生株相比,两种突变株对不同剂量电离辐射和不同浓度H2O2的敏感性更强.crtB及crtI基因功能研究表明,这两个关键性合成基因的缺失,导致突变株不能催化合成类胡萝卜素生化合成途径中的重要中间体——番茄红素及一系列下游产物.通过λ原噬菌体紫外线诱导系统、电子自旋共振(ESR)及DMPO自旋捕集技术,分别在体内和体外评价了其类胡萝卜素的抗氧化能力.结果表明,两种类胡萝卜素对超氧阴离子(O·2)及羟自由基(·OH)均表现出较强的清除作用.上述研究结果为探究D.radiodurans的类胡萝卜素合成基因和生物学功能,及类胡萝卜素在D.radiodurans抗辐射机制中的作用提供了新的直接实验证据.
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单位中国水产科学研究院东海水产研究所; 病毒学国家重点实验室; 中国人民解放军第二军医大学
