海洋中蕴藏着丰富的微生物资源，这些微生物长期生存于低温、高盐、黑暗、高压的环境中，体内形成了独特的代谢途径和酶系，是开发新型生物催化剂的重要来源。蛋白酶是销量最大的一类工业酶，其市场份额占世界工业酶制剂的60％，在洗涤剂、食品、医药、合成等领域有着广泛的应用。本论文分别从海洋沉积物和珊瑚中获得两株产蛋白酶菌株，对其所产的蛋白酶进行了纯化表征和应用研究，具体内容如下:　　 从海洋沉积物中分离到一株产蛋白酶菌株SCSIO20089，经分子及生理生化实验鉴定该菌株为Halobacillus属的新成员;利用离子交换和分子筛凝胶色谱的方法从该菌株的发酵液中纯化到一个分子量约为35 kDa的蛋白酶HSPA，该酶的比活力为3077±149 U/mg，最适作用pH为8.0，最适作用温度为30℃，在0℃能保持20％以上的酶活，其计算活化能为34.4 k J/mol，表明该酶是一个适冷的中性蛋白酶。根据蛋白酶HSPA的N端序列设计简并引物扩增其编码基因部分序列，利用hiTAIL PCR技术克隆侧翼序列，经拼接后的全长编码基因hspa阅读框包含了1590 bp的核苷酸，对应编码529个氨基酸，其中N端前25个氨基酸为信号肽序列，紧随信号肽的是一段199个氨基酸组成的前导肽，成熟肽有305个氨基酸组成。blastp搜索发现适冷蛋白酶HSPA氨基酸序列与来自thermolysin家族的中温蛋白酶和高温蛋白酶一致性分别为57％和52％。　　 将适冷蛋白酶前导肽和成熟肽基因prohspa插入大肠杆菌表达载体pET28a启动子下游，重组质粒导入大肠杆菌BL21(DE3)中，经IPTG诱导后SDS-PAGE检测发现插入的prohspa基因以酶原的形式实现可溶表达，在体外酶原也无法加工为有活性的成熟酶。利用基因重组技术，以枯草杆菌表达载体pWB980为骨架，插入大肠杆菌的克隆载体pUC18中的抗性基因和复制子，构建穿梭质粒pY980coli。将海洋细菌蛋白酶基因prohspa插入pY980coli载体P43启动子下游，导入枯草杆菌WB600中，重组菌在牛奶平板上能形成水解圈，发酵液上清浓缩后蛋白胶检测发现在约35 kDa处有表达条带，表明酶原在枯草杆菌体内成功实现自成熟。　　 从澄黄滨珊瑚中分离到一株产蛋白酶放线菌Streptomyces sp.SCSIO11720，在海水LB培养基中发酵的蛋白酶产量可达2086±75 U/ml，离子交换色谱纯化得到一个约25 kDa的蛋白酶PA720，最适作用pH为10.5，最适作用温度为70℃。蛋白酶PA720表现了优良的热稳定性，在70℃下的半衰期为126 min，纯酶与10 mM钙离子一起于70℃下保温12 h仍能表现出85％以上的活性。在40-70℃范围内热力学参数保持恒定，其活化能（Ea）、自由能(△G*)、焓变（△H*）、熵变(△S*)分别为62.71 k J/mol，74.26 kJ/mol，59.86 kJ/mol，and-41.97 J/mol/K。蛋白酶PA720对以酪蛋白为底物时蛋白酶PA720的比活力为9854±126 U/mg，该酶对牛血红蛋白和牛血清蛋白也有较高的水解活性。蛋白酶PA720在重金属离子、表面活性剂、氧化剂、有机溶剂存在的环境中保持稳定，在考察的重金属离子中，没有一种能显著抑制PA720的催化活性，酶活都保持在85％以上，多种表面活性剂、氧化剂和有机溶剂对该酶的活性影响也不大。PA720对这一系列引起蛋白变性的环境因素不敏感，显示其作为生物催化剂的良好应用前景。MALDI-TOF MS鉴定表明PA720与来自链霉菌属的丝氨酸蛋白酶的相似性最高，利用简并引物PCR和反向PCR结合的方法成功获得编码蛋白酶PA720的全长基因pa720。基因pa720包括1557 bp长的核苷酸，对应编码518个氨基酸，氨基酸序列与来自Streptomyces albusJ1074的丝氨酸蛋白酶一致性最高为95％。　　 将蛋白酶PA720应用于动物血液的高值化制备抗菌肽及非水相催化合成蔗糖酯。利用蛋白酶PA720水解牛血红蛋白，以对金黄色葡萄球菌形成抑菌圈直径为导向，确定最佳酶解制备抗菌肽的条件。得到的血红蛋白酶解液能抑制大肠杆菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌的生长，电镜观察血红蛋白抗菌肽对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌菌体的影响发现能使这两种细菌的细胞表面发生破裂。从酶解液中分离到三个纯的小肽，质谱鉴定其氨基酸序列，一级序列分别为:WGK，FF和VVYPW，对三个小肽的抑菌实验显示无显著抑菌效果。