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木聚糖是一种多聚五碳糖,是植物细胞半纤维素的主要成分,木聚糖在结构上是一种复杂的、具有高度分枝的异质多糖,因此需要复杂的酶系来参与催化其生物降解过程。作为自然界中丰富的可再生资源,木聚糖降解后的产物有着可观的经济应用价值,所以木聚糖酶一直是生物学研究的热点之一,目前的一些研究进展也显示出木聚糖酶在造纸、食品和饲料等领域的具有巨大的应用潜力。但是相对于木聚糖酶广泛的应用价值,在如何将木聚糖酶应用在大规模工业生产中仍缺少突破性的进展。在木聚糖酶的制备方面,体外分泌型木聚糖酶在下游纯化、固定化等方面显示出优势。本论文将来源于短小芽孢杆菌NJ-M2的木聚糖酶基因与绿色荧光蛋白基因(gfp)进行融合表达,成功将木聚糖酶展示在大肠杆菌细胞表面,从而得到了一种能将木聚糖酶展示表达在细胞表面的大肠杆菌菌株。在进一步的研究中本论文纯化了绿色荧光蛋白-木聚糖酶融合蛋白,将绿色荧光蛋白进行了切除后,对该重组木聚糖酶的酶学性质进行了研究。首先,本论文合成了短小芽孢杆菌NJ-M2来源的木聚糖酶基,克隆至pETsfgfp载体上,木聚糖酶基因融合在绿色荧光蛋白编码序列的3’端,构建出新型的融合表达绿色荧光蛋白-木聚糖酶的重组质粒。然后,本论文将重组质粒转化到大肠杆菌Rossetta Blue中经异源表达,SDS-PAGE结果显示重组蛋白大小为53KDa,和理论大小一致;酶活测定结果表明该木聚糖酶在发酵液中的比酶活为16U/mL。同时,激光共聚焦显微镜检测结果显示绿色荧光蛋白-木聚糖酶成功在大肠杆菌表面展示表达。本论文进一步运用亲和层析柱、分子筛等多种蛋白质纯化方法,结果表明平均每升菌液能得到10mg以上的重组融合蛋白。酶学性质研究表明,该酶的最适反应温度为50℃,最适反应pH为7.5。同时本论文检测了该酶对金属离子的耐受性,结果显示Co2+、Ca2+、Mg2+和Fe2+均对其有激活作用。同时本论文也检测了纯化后的绿色荧光蛋白-木聚糖酶融合蛋白和未融合绿色荧光蛋白的木聚糖酶的比酶活,结果表明融合绿色荧光蛋白-木聚糖酶的比活力为1538U/mL,该比活力高于未融合绿色荧光蛋白的木聚糖酶的比活力(1115 U/mL)。综上所述,本论文所构建的融合表达绿色荧光蛋白-木聚糖酶的大肠杆菌菌株,并对其酶学性质进行了研究,为该木聚糖酶的工业固定化和发酵应用提供理论依据。