右旋糖酐蔗糖酶(EC.2.4.1.5)能以蔗糖为底物,将D-葡萄糖基转移到正在增长的葡聚糖链上形成高分子的葡萄糖聚合物右旋糖酐。右旋糖酐在医药、化工、食品工业中都有重要的用途。工业生产右旋糖酐是发酵肠膜状明串珠菌,通过加入蔗糖诱导产生右旋糖酐蔗糖酶。因为在原菌株中分离该酶比较困难不利于研究该酶的催化性质,本实验将右旋糖酐基因克隆到大肠杆菌中并表达。本研究分别以IPTG(异丙基-β-D-硫代半乳糖苷)和乳糖为诱导物,通过设计正交实验,考察培养基中各成分及其浓度对诱导产酶结果的影响,成功选择了适合不同诱导物可高效表达该酶的两种表达培养基。在选择了合适的培养基之后,分别研究诱导条件的影响。用IPTG诱导时,其最佳条件为37℃菌浓达到2.0时,加入IPTG至0.25mmol/L继续诱导培养4h。用乳糖诱导时,其最佳条件为菌浓3.0,加入乳糖至1.0%继续诱导培养6h。从结果来看,乳糖诱导效果不及IPTG的五分之一,但是对于工业生产乳糖诱导的低价和无毒则更有价值。工程菌经过IPTG诱导后生产含His-tag融合蛋白的右旋糖酐蔗糖酶,通过硫酸铵沉淀、Ni-NTA亲和层析纯化,得到纯度较高的酶蛋白,并对纯酶进行了酶学性质及动力学研究。经过SDS-PAGE测得该酶的分子量约为170 kDa,与理论推测值基本相同。以蔗糖为底物,酶促反应的最适温度为25～30℃,最适pH值为5.4,动力学常数Km值为10.43 mmol/L;酶活在pH 5.0～8.0较为稳定,在室温(25℃)保藏4天仍有59%的酶活力,4℃保存7周酶活力仅下降一半,但在35℃以上失活很快;0.5mol/L Ca2+对催化作用有较大的促进,1.0mmol/L Mg2+有微弱的促进作用,Cu2+和SDS的抑制作用最强。研究利用表达的重组右旋糖酐蔗糖酶以蔗糖为底物合成右旋糖酐,探讨温度、蔗糖浓度和pH值对合成糖酐的影响。结果表明,底物转化率超过80%,合成的糖酐多为大分子但溶解性很好。蔗糖浓度对右旋糖酐产率的影响最大,其次是温度,影响最小的是pH值。研究对该酶合成右旋糖酐的分子量控制和水解、乙醇划分进行了一些初步的研究,为该重组右旋糖酐蔗糖酶纯酶进行催化反应和工业化应用提供了重要参数。