糖苷水解酶是一类水解碳水化合物中糖苷键的酶类,其工业应用前景广泛,尤其是在再生能源工业生产、食品、医疗等方面。随着分子生物学技术的发展,微生物的基因组序列得以被测定,利用分子生物学方法直接对糖苷水解酶基因进行克隆和表达成为大量筛选糖苷酶的有效方法。本论文对Cellulomonas bogoriensis菌株的基因组信息进行了分析,选取了3个糖苷水解酶基因进行了克隆表达,并研究重组酶的酶学性质。主要实验结果如下:1.利用PCR技术,从Cellulomonas bogoriensis基因组中扩增得到三个糖苷水解酶基因,将它们与pMAL载体连接,在E.coli宿主内进行原核表达,通过亲和层析纯化获得三个纯酶组分,分别命名为CbBgl1A、CbBgl1B和CbXyl3A。2.β-葡萄糖苷酶CbBgl1A的最适温度为40℃,最适pH值为7.0,在40℃下和pH 6-9内稳定性较好;Co²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺均抑制酶活;甲醇、甘油、Triton X-100对酶活性影响不显著,高浓度的甲醇、EDTA和Tween-80等化学试剂对酶活性呈现一定的抑制作用;酶对K⁺、Na⁺的耐受性良好,在3 M的K⁺与3 M的Na⁺溶液中预处理24 h仍然可以保持90%以上的酶活性;CbBgl1A底物特异性广泛,能够水解pNPβGlu、pNPβCel、pNPβFuc、pNPβLac、pNPβGal、纤维寡糖、昆布二糖和槐二糖,对纤维二糖、昆布二糖与槐二糖还具有转糖苷活性,是一个以β-葡萄糖苷酶活性为主的多功能性酶,对pNPβGlu的K_m为5.96±1.53 mM,K_cat/K_m为4.45 s^-1mM^-1;底物抑制作用方面,1.35 M的半乳糖不影响酶活性,2.5 M的岩藻糖仍然使酶的剩余活性高于60%,葡萄糖对CbBgl1A的K_i为0.52 M;CbBgl1A与其他纤维素酶有协同作用,使还原糖的释放量增加1倍。3.β-葡萄糖苷酶CbBgl1B的最适温度为40℃,最适pH为7.0,在pH 7-9之间稳定性较好;1 mM的Mg²⁺、Ca²⁺、Mn²⁺、Co²⁺不同程度促进酶活;甲醇、乙醇和甘油均明显促进酶活性,使酶活性升高一倍,Tween-80、Triton X-100等化学试剂均抑制酶活性;酶对K⁺和Na⁺耐受性良好,3 M K⁺和Na⁺作用酶24 h后,酶剩余活性仍然保持80%;CbBgl1B可以水解pNPβGlu、pNPβFuc、纤维寡糖和昆布二糖,还具有转糖苷活性,以pNPβGlu为底物时的K_m为1.17±0.35mM,K_cat/K_m为2.23 s^-1mM^-1;在水解产物影响酶活性方面,葡萄糖、岩藻糖均激活酶活性,使相对酶活力最大增加到140%;CbBgl1B与其他纤维素酶具有协同作用,其与其他纤维素酶协同释放的还原糖量是不加CbBgl1B的反应体系中还原糖量的1.6倍。4.β-木糖苷酶CbXyl3A的最适温度为50℃,在50℃下稳定性良好,最适pH值为7.0,在pH 8-11之间稳定性良好;Ca²⁺显著促进酶活性,Mn²⁺、Co²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺明显抑制酶活性;低浓度的甲醇、乙醇、甘油、Tween-80和SDS对酶活性影响不显著;在盐耐受性方面,CbXyl3A对K⁺和Na⁺的耐受性良好,用3 M的K⁺和Na⁺分别预处理酶24 h后,酶剩余活性依然保持在90%以上;CbXyl3A水解pNPβGlu、pNPαAraf、pNPβXyl和木寡糖,对木二糖具有转糖苷作用,是一个以β-木糖苷酶活性为主的多功能性酶,以pNPβXyl为底物时的K_m为1.33±0.26 mM,K_cat/K_m为5.34 s-¹mM^-1;在底物抑制方面,木糖对CbXyl3A的K_i值为6.25 M,高于目前报道过的大多数β-木糖苷酶;CbXyl3A与其他木聚糖酶有协同作用,使还原糖释放量增加1倍。三种酶的耐盐性、水解产物耐受性与协同性质在纤维素和木质素分解、低聚寡糖合成等工业生产、食品和医疗等方面具有广阔的应用前景。