环二鸟苷酸（c-di-GMP）作为一种重要的细菌第二信使参与调节多种生理活动,包括细菌的运动性、生物膜形成以及毒力等。细菌的胞内c-di-GMP水平主要受到两种活性相反的c-di-GMP代谢蛋白的调控。一种是二鸟苷酸环化酶（Diguanylate cyclases,DGCs）,这种酶含有的GGDEF结构域将两分子GTP催化合成一分子c-di-GMP;另一种是磷酸二酯酶（Phosphodiesterases,PDEs）,其含有的EAL或HD-GYP结构域可以将一分子c-di-GMP水解为线性的p Gp G或两分子GMP。大多数细菌基因组可以编码多个c-di-GMP代谢蛋白,这些蛋白除了催化结构域之外,大多还含有感知胞内和胞外信号的传感结构域。细菌可以利用这些传感结构域感受胞外环境或者胞内生理条件的变化,调节c-di-GMP代谢蛋白的活性,进而调控胞内的c-di-GMP水平。然而,大多数情况下这些传感结构域调节c-di-GMP代谢蛋白活性的作用机制未知。本研究在泰国伯克霍尔德氏菌中发现了一个具PAS传感结构域的DGC蛋白PdcA,揭示了同一个操纵子编码的Pdc B和PdcC蛋白对其DGC活性的调控机制,并探讨了该c-di-GMP信号通路对运动性、生物膜形成以及毒力的调控作用。具体研究结果如下:1.通过序列比对和结构域分析,在泰国伯克霍尔德氏菌中一共鉴定出6个假定DGC蛋白,4个假定PDE蛋白以及4个同时含有GGDEF和EAL结构域的假定双功能蛋白。活性位点分析显示,除了BTH＿I0751和BTH＿I1393的EAL结构域,以及BTH＿I2871的GGDEF结构域之外,其余c-di-GMP代谢蛋白的催化位点都是保守的,表明泰国伯克霍尔德氏菌拥有一个复杂的c-di-GMP代谢调控网络。2.通过泳动试验和生物膜形成能力检测,筛选出PdcA（BTH＿II2363）能够显著影响细菌的运动性和生物膜,Cdp A（BTH＿I2871）仅影响细菌的运动性,其余的c-di-GMP代谢蛋白没有表现出明显的作用,表明PdcA的作用更为关键。3.结构域分析显示PdcA由N-端的PAS传感结构域和C-端的GGDEF结构域组成。通过体外酶促反应和胞内c-di-GMP水平测定发现,PdcA具有DGC活性,能够调节胞内c-di-GMP水平。此外,通过PdcA的蛋白质结构预测,截短体蛋白的体外酶促反应以及体内表型试验发现,PdcA的PAS传感结构域对其DGC活性的发挥至关重要。4.分析pdc A在基因组的位置时发现,pdc A位于一个基因簇的末端,在其上游还有两个基因pdcB（BTH＿II2364）和pdc C（BTH＿II2364）。通过共转录试验发现,pdc A、pdcB以及pdc C组成一个操纵子共同转录。此外,pdc ABC同源操纵子广泛分布于变形菌门。通过表型实验发现,Pdc B和PdcC也参与调节细菌的运动性和生物膜。进一步通过测定胞内c-di-GMP水平发现,Pdc B和PdcC能够调节细菌胞内c-di-GMP水平。5.通过序列比对发现,pdc C编码一个仅由REC结构域（磷酸化信号接收结构域）组成的单结构域响应调节蛋白,pdcB则编码一个Che C/Che X家族的磷酸酶。通过细菌双杂交、GST pull-down以及体外酶促反应发现,磷酸化的PdcC通过与PdcA的PAS传感结构域互作,进而抑制PdcA的DGC活性。随后又通过磷酸根检测试验发现,Pdc B通过去磷酸化PdcC,间接调节PdcA的DGC活性,表明PdcA、Pdc B和PdcC组成一个c-di-GMP信号通路,共同调节泰国伯克霍尔德氏菌胞内c-di-GMP水平。6.通过大蜡螟感染模型和分泌实验发现,PdcA、Pdc B和PdcC可以通过影响细菌T3SS效应蛋白的分泌,进而影响泰国伯克霍尔德氏菌的毒力。综上所述,本研究在泰国伯克霍尔德氏菌中筛选到两个关键的c-di-GMP代谢蛋白PdcA和Cdp A。后续研究发现同一个操纵子编码的PdcA、Pdc B与PdcC组成一个新的c-di-GMP信号通路,协同调节细菌胞内c-di-GMP水平的转变,进而影响细菌的运动性、生物膜形成以及毒力。本研究扩展了目前关于细菌如何调节胞内c-di-GMP水平的认知。