铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)是医院内一种常见的条件致病菌，可以引起眼部感染、肺部感染等，尤其在免疫力低下或存在伤口的人身上易引发慢性感染甚至导致死亡。铜绿假单胞菌含有大量的信号转导系统及转录调节因子用于感应环境中的信号或胞内的小分子来适应不同的环境。其中环二鸟苷酸(c-di-GMP)是胞内一种常见的第二信使分子，由c-di-GMP代谢酶(CMEs)介导，广泛参与细胞周期、生物被膜的形成等生命活动而发挥着重要的功能，而吩嗪类化合物如绿脓菌素等小分子则参与调控生物被膜的形成并作为蛋白的信号因子而被大量研究。
　　PA0575蛋白是近期研究中发现的含有多个结构域的c-di-GMP代谢酶，可结合吩嗪类化合物如绿脓菌素等而影响c-di-GMP水平，其中GGDEF结构域感应GTP使得EAL结构域形成二聚体，从而发挥降解活性。PA0575还含有周质空间结构域，该结构域常参与信号感应以传递信号因子或调节胞质部分的酶活。本文通过一系列实验探究周质空间结构域是否存在其他的信号感应及该基因对菌株表型的影响。PA2276作为转录调控因子含有保守的信号感应域，在外源加入绿脓菌素后其上游多个基因上调，这使得我们猜测该蛋白是否与绿脓菌素存在某种联系。因此本文也对其功能进行了简要的研究。
　　本论文主要分为两个部分，第一部分为PA0575结构与功能的研究。PA0575属于磷酸二酯酶，可以降解c-di-GMP生成5-pGpG。我们对于PA0575的周质结合结构域进行了蛋白表达纯化及晶体优化，最终通过反常散射法解析了分辨率为1.68(A)的蛋白结构。在序列比对及结构比对的基础上，发现PA0575-PBP与AncQR的结构非常相似，因此在等温滴定量热法及微量差式扫描量热法的验证下确定PBP结构域特异性结合精氨酸而不结合谷氨酰胺。在以精氨酸、谷氨酰胺及铵盐为核心氮源的基础上，敲除PA0575基因后菌体的生物被膜及绿脓菌素形成能力下降，这与c-di-GMP含量降低相对应，菌株运动性变化较小。同时在这些表型变化中，精氨酸对生物被膜的促进作用最为显著。在耐药性方面，敲除基因后菌株对羧苄西林的耐药性有所减弱，对喹诺酮类抗生素及庆大霉素的耐药性有所增强。
　　第二部分为PA2276结构及功能的研究。PA2276是AraC家族的转录调控因子，该家族常与碳代谢、压力感应和毒力因子相关。本研究中，我们尝试了多种方法获得更好衍射数据的蛋白晶体，包括使用不同的克隆载体及表达菌株、进行限制性酶切以及测量巯基数量突变半胱氨酸位点、种晶优化等，但是最终都没有成功。而在敲除该基因后，菌株产生物被膜和绿脓菌素能力下降，运动性基本不改变，对诺氟沙星、依诺沙星这两种抗生素的耐药性有所增强，对羧苄西林耐药性减弱。这些变化意味着PA2276基因与群体感应系统或许存在着某种联系。
　　综合来说，本论文主要研究了铜绿假单胞菌中PA0575和PA2276的结构和功能，初步探究了PA0575中周质空间结构域的信号因子及该基因及信号因子对菌株表型的影响，对PA2276则是简要探究其功能。