球形红细菌（Rhodobacter sphaeroides）广泛存在于自然界，是一类能进行光合作用而不产氧的光合细菌，兼性好氧，可在光下厌氧生活也可在黑暗下好氧生活，是一种具有较强代谢可塑性的微生物资源。光合细菌在28-36℃的温度下和pH为6-9的环境中可存活、生长。本研究发现R.sphaeroides最适合生长条件为30℃，pH为7，且对Co2+具有良好的耐受性，在浓度为0.1至8 mM的范围内均可存活。　　来自R.sphaeroides的硫酸盐活化酶复合体(sulfate activating complex，SAC)为双功能酶，由催化ATP和硫酸盐合成5-腺苷磷酰硫酸(adenosine5-phosphosulfate，APS)与焦磷酸的ATP硫酸化酶(ATP sulfurylase，ATPS)和磷酸化APS合成3-磷酸腺苷5-磷酰硫酸(3-phospho-adenosine5-phosphosulfate，PAPS)的APS激酶(APS kinase，APSK)构成。本研究优化并利用接合转移的方法构建R.sphaeroides的SAC和焦磷酸酶(pyrophosphatase，PPase)两个插入突变体。为深入探讨SAC与焦磷酸酶在R.sphaeroides的生长及抵抗逆境胁迫中的作用提供了良好的基础。　　在许多生物大分子的生物合成过程中，PPase水解产生焦磷酸并释放能量，形成的热力学拉力可促进合成反应的进行。R.sphaeroidesPPase属于Ⅱ型可溶性焦磷酸酶，钴离子对于其活性的维持具有重要的功能。本研究通过克隆、原核表达纯化RsPPase，发现钴离子的存在导致谷胱甘肽S-转移酶(glutathionesulfotransferase，GST)标签不能进行蛋白酶切，且融合蛋白GST-PPase水解焦磷酸的催化效率较低（Km/Kcat=2.0×104 M-1·s-1）。在球形红细菌胞内表达大肠杆菌焦磷酸酶（Km/Kcat=5.5×107 M-1·s-1）发现没有影响细菌的生长，暗示球形红细菌胞内PPase活性足够高，不会影响细胞的生长。通过对其结构的模拟，我们推测在钴离子存在的情况下为闭合构象，GST标签的存在可能影响PPase羧基端结构域的运动，而影响其结合底物和释放产物的能力;而在钴离子不存在的情况下为开放构象，GST标签具有较大的自由度，可暴露蛋白酶识别位点酶切产生无标签RsPPase。RsPPase单体化和延长GST标签与RsPPase之间氨基酸的连接臂等工作将进一步验证此推测。