在工业发酵中,微生物菌株常面临氧化胁迫、温度、pH、渗透压、营养饥饿等环境压力,尤其在发酵中后期活性氧非常不利于菌株保持良好的生理性状和工业生产性能。钝齿棒杆菌（Corynebacterium crenatum）SYPA5-5在高溶氧发酵条件下生产L-精氨酸会产生大量的ROS,显著影响其细胞生长和目标产物的代谢合成效率。本研究以钝齿棒杆菌SigE（RNA polymerase sigma factor,SigE）为研究对象,探究SigE在抵抗胞内氧化应激方面的作用,挖掘SigE调控目标靶基因,解析SigE与CseE（Anti-sigma factor,CseE）相互调控机制,并通过结构模拟分析互作蛋白关键结合位点影响其结合SigE机制。主要研究内容如下:（1）通过比较转录组学分析发现溶氧水平变化导致谷氨酸棒杆菌和钝齿棒杆菌中参与多个代谢途径基因转录水平发生显著变化。其中涉及氧化应激如DNA保护蛋白Dps、伴侣蛋白ClpB、硫氧还蛋白二硫化物还原酶TrxB、过氧化氢酶CAT、超氧化物歧化酶SOD和应激H2O2转录调控因子OxyR等转录水平显著提高。由C629＿06440编码的sig E在钝齿棒杆菌中转录水平上调18.37倍。（2）构建钝齿棒杆菌过表达菌株Cc-SigE和Cc-CseE以及敲除菌株Cc-ΔSigE。结果发现,重组菌株胞内ROS含量、SOD及CAT酶活变化趋势表明溶氧水平提升会导致胞内氧化水平增高。其次,高溶氧发酵至96 h,敲除菌Cc-ΔSigE菌胞内ROS含量、SOD酶和CAT酶活比原始菌分别提高了35.32%、7.79%和13.61%。高溶氧发酵至96 h,敲除菌Cc-ΔSigE胞内NAD+/NADH比值为2.26,比原始菌高7.61%,而原始菌株胞内NADP+/NADPH比值为0.75,比Cc-ΔSigE低18.38%。结果证实SigE对维持细胞氧化还原稳态,提高细胞响应氧化应激能力有重要作用。（3）转录组学结合Chip-Seq分析发现,SigE参与钝齿棒杆菌细胞生长、有氧呼吸、细胞壁生成、三羧酸循环、电子传递链和环境应激等多个重要代谢过程。同时,SigE可能调控如硫醇过氧化物酶Tpx、分子伴侣DnaJ、RNA聚合酶σ因子SigE、WhiB家族转录调控因子WhcB、RNA聚合酶σ因子SigB和NAD（P）/FAD-依赖的氧化还原酶NoxA等转录水平,直接或间接参与ROS应激过程中。（4）通过RT-qPCR和His Pull down实验发现棒杆菌中SigE可以在转录水平调控sigE和cseE表达且其活性受CseE蛋白控制。ITC实验发现CseE蛋白与Zn2+结合产生的焓变为ΔH=-21.9±0.6 kcal·mol-1,熵变为TΔS=-14.3 kcal·mol-1,分离常数Kd=2.7±0.5μmol·L-1。定点突变结果显示,CseEC87A-C90A和CseEHis83-C87A-C90A突变体与SigE的结合能力略有下降。（5）分子动力学模拟分析SigE与CseE蛋白之间的结合能量为-23.17 kcal·mol-1,而突变体SigE-CseEC87A-C90A和SigE-CseEHis83-C87A-C90A之间的结合能量分别为-17.23 kcal·mol-1和-14.06 kcal·mol-1,分别比未突变体系结合能量降低22.8%及36.9%。结果表明ZAS结构域中的His83、Cys87和Cys90是影响CseE结合SigE的关键氨基酸位点。