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苯丙氨酸解氨酶(phenylalanineammonialyase，PAL，E.C.4.3.1.5)是植物苯丙烷次生代谢途径的第一个关键酶，也是限速酶。一切含苯丙烷骨架的物质都由该代谢途径直接或间接生成。PAL作为初级代谢与苯丙烷次级代谢的纽带，不仅对于植物的生理代谢和抗逆性有很重要的作用，对医药、生物化工领域也具有重大的现实意义与应用价值。
我国是栽培大豆(Glycinemax)的起源地，已有五千多年的栽培历史，依赖苯丙烷代谢途径的大豆异黄酮具有多重保健与药理作用。为了深度开发利用我国大豆种质资源，本文以我国栽培大豆为材料，从大豆基因组DNA直接克隆得到大豆的苯丙氨酸解氨酶(PAL)全基因，在酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)菌株FY834中表达，未得到有活性的PAL；再利用SOE(SplicingbyOverlapExtension)基因重组技术，将PAL中的唯一内含子去除，得到全外显子基因GMPALexon，构建pET-GMPAL工程表达质粒，在大肠杆菌EscherichiacoliBL21(DE3)中进行诱导表达，利用菌体裂解液得到PAL粗酶液实现L-苯丙氨酸与肉桂酸的转化反应。通过SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳，获得了分子量在77.9KD的特异蛋白质表达带，表达量达到菌体总蛋白质含量的8％左右。经基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)分析得到的特异蛋白原位酶解肽质量指纹谱(PMF)数据与GenBank中gil8377，即phenylalanineammonia-lyase[Glycinemax]蛋白匹配分值为84，在p＜0.05水平上，显著性高于系统的匹配分值78，证明了此特异性蛋白是大豆苯丙氨酸解氨酶(PAL)。通过初步发酵获得的PAL粗酶液，PAL比活力达到211.7μmol·g-1protein·min-1(3529μkat·kg-1)，高于红酵母PAL和欧芹重组PAL的比活力。在pH10.0的条件下，此基因工程PAL粗酶液具有催化肉桂酸与NH3生成L-苯丙氨酸活性，在1.5％的肉桂酸、8.0mol/L氨条件下，30℃下20小时L-Phe转化率达到39.8％。由Hanes-Woolf作图法求出此粗酶裂解L-Phe的最大反应速度Vmax为34.9nmol·L-1min-1，米氏常数Km为10.54mmol·L-1。
综上所述，克隆重组的大豆PAL基因通过表达质粒pET-GMPAL在Ecoli中能高效地表达为有催化功能的高活力酶，为食品与精细化工工业生产应用提供了研究基础。