到目前为止，已有多种基因被鉴定和克隆，他们表达的蛋白产物不论是对于理论研究还是实际应用都具有重要的价值。因此基因表达系统的需求也与日俱增。各种蛋白一般在大肠杆菌宿主中成功表达，但大肠杆菌(Escherichia coli)表达系统仍然存在一些缺陷，比如具有致病性、含有内毒素(脂多糖)、蛋白质分泌在胞内形成包含体。枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)是目前原核表达系统中分泌表达外源蛋白较理想的宿主，近几年已在枯草芽胞杆菌中成功表达了多种基因，但大多都应用来源于金黄色葡萄球菌、乳酸杆菌等的载体来表达外源基因，由于其在枯草芽胞杆菌中存在分离复制的不稳定及外源基因的克隆表达效率低的现象，故都不是枯草芽胞杆菌的最佳选择，还有待改进。由此发展起来了整合载体，将外源目的基因整合到染色体上复制表达是解决染色体外复制质粒在宿主中遗传不稳定现象的有效的替代方法。当然，一套好的表达系统不仅要能分泌蛋白质，保持遗传和分裂的稳定性，还应该有一些高效表达的元件(例如具有强启动子等)。本研究以木聚糖酶基因(xynA)为研究对象，构建了枯草芽胞杆菌中稳定的高效表达系统。具体方法是采用PCR技术从本实验室分离的芽胞杆菌基因组DNA中分别扩增出完整木聚糖酶基因和不带启动子部分的木聚糖酶基因；利用苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)的强启动子，即S-层蛋白的启动子，通过重叠延伸PCR法(SOE-PCR)连接到xynA基因上得到重组基因S-xynA，将xynA和S-xynA分别装载到整合载体pDG1730上，转化α-淀粉酶高产菌株枯草芽胞杆菌B47。实验结果表明，表达产物能有效分泌到胞外且具有正常的生物学活性。在摇瓶发酵过程中，利用自身启动子表达重组菌的木聚糖酶活在48h时达到50.1 IU／mL，而利用S-层蛋白启动子表达的木聚糖酶的产量在48h达到84.9 IU／mL，是利用自身启动子表达的木聚糖酶活的1.69倍。SDS-PAGE分析表明，该木聚糖酶的的分子量为26kD。对该重组菌的发酵产酶培养基的分析结果表明，在培养基中添加了淀粉时，木聚糖酶的酶活有一定提高，在添加了乳糖时，木聚糖酶的酶活提高得较多，表明酶乳糖可以作为碳源提高木聚糖酶的酶活。对重组表达的木聚糖酶的生物学特性研究显示，该酶作用的最适温度和pH分别为50℃和6.0。在40-60℃和pH5.0-8.0范围内均具有较高活性，而且该酶具有一定的温度稳定性，在饲料工业具有广阔的应用前景。