铜(Cu)是植物必需的微量元素，作为多种酶的辅因子参与植物的许多生理生化反应。Cu缺乏和Cu过量均会影响植物正常的生长发育，因此植物进化出精妙复杂的调控网络来严格控制植物体内的Cu含量。植物Cu转运蛋白COPT(copper transporter)家族成员具有三个跨膜结构域，其中包含有多个能够与金属离子结合的氨基酸，被认为在COPT的Cu吸收和转运中发挥重要作用。COPT1、COPT2和COPT6定位于细胞膜上，主要负责将Cu转运到细胞内。本论文主要对COPT1和COPT2的跨膜结构域在Cu吸收过程中的功能进行研究。研究结果如下：
　　对COPT1和COPT2跨膜结构域中被预测的能够与铜结合的氨基酸位点进行点突变后转化到酵母突变体ctr1Δctr3Δ，对其生长情况进行观察发现，当将COPT1跨膜结构域中的Met、Cys和His突变为其它氨基酸(Ala、Leu、Met)后，与COPT1WT转化子相比，相应转化子的生长均受到不同程度的影响。其中，在正常的YPEG培养基上，转化COPT1(M125A)、COPT1(H139L)和COPT1(H139M)的酵母均不能正常生长，向培养基中添加5-100μM Cu后，其生长缺陷的表型得到不同程度的恢复，表明Met125和His139对正常条件下COPT1的Cu吸收和转运功能是必需的。在正常的YPEG培养基上，转化COPT1(M66A)、COPT1(C70A)、COPT1(M121A)、COPT1(H86L)的酵母均能正常生长，而在Cu缺乏的培养基上，这些酵母转化子均不能正常生长，表明这些位点在Cu缺乏时COPT1的Cu吸收和转运功能中发挥重要作用。无论在正常、Cu缺乏和Cu过量条件下，转化COPT1(M144A)的酵母均能正常生长。然而Cu含量测定结果显示，COPT1(M144A)转化子中的Cu含量低于COPT1WT转化子的，表明Met144在COPT1向细胞内转运充足Cu方面起促进作用。类似地，我们将COPT2跨膜结构域中的Met、Cys和His进行突变，通过酵母功能互补实验研究了这些位点在COPT1功能发挥过程中的作用。实验结果显示Met111对在正常条件下COPT2的Cu吸收和转运过程中发挥重要作用。Met54、Cys58和Met107在Cu缺乏时COPT2的Cu吸收和转运过程中发挥功能。His74则可能在COPT2吸收足量的Cu方面起作用。另外，双分子荧光互补实验表明COPT1的Met125和COPT2的Met111突变并不能够影响其亚细胞定位模式及COPT1和COPT2间的相互作用。
　　通过拟南芥杂交技术，获得copt1-1copt2-1copt6的纯合株系，对其表型进行观察后发现，copt1-1copt2-1copt6对Cu缺乏很敏感，根生长受到明显抑制，而在Cu处理下，copt1-1copt2-1copt6的生长优于copt1-1copt2-1和WT，如植株叶片较大，无明显萎黄。Cu含量测定结果显示，正常条件下，copt1-1copt2-1copt6根和地上部的Cu含量均低于copt1-1copt2-1和WT。Cu处理下，copt1-1copt2-1copt6根部Cu含量与copt1-1copt2-1无显著差异，但其明显低于WT的，为WT的67%。copt1-1copt2-1copt6的获得为进一步研究COPT1、COPT2和COPT6的确切功能提供了有用的材料。