乙醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenase,简称ALDH)广泛存在于真核与原核生物中,可以降解某些醛、酮类的物质,并将其降解产物代谢出体外,以减少对人体的伤害。人体中缺乏乙醛脱氢酶会导致严重的疾病,而有50%的亚洲人体内缺乏该酶,因此对于乙醛脱氢酶的研究具有重要的意义。极地环境的特殊性导致极地微生物具有特殊的生理生化特性,因此极地微生物基因资源可能具有更高的利用价值。所以,本研究针对来自北极深海沉积物的乙醛脱氢酶基因进行了功能研究。利用前期构建的北极深海(东经205°82.4’,北纬72040.1’)沉积物宏基因组文库,我们筛选到一个阳性克隆。该基因全长1158bp,共编码386个氨基酸,分子量为41.7281kDa。通过Blast比对,发现该基编码产物含有乙醛脱氢酶结构域,将其命名为ccs24-5-a,GenBank登录号为：JF737989。通过系统发育树分析,发现其与雅氏生丝单孢菌属Jannaschia sp. CCS1以及红杆菌属Loktanella vestfoldensis SKA53的同源性最高。该ccs24-5-a氨基酸序列与同源关系最近的九种乙醛脱氢酶氨基酸序列相比,存在很多保守位点,但其N端较短,而且该基因的上游编码一段细菌调节蛋白,其下游还含有一段未知功能蛋白的基因,这些现象表明此基因编码的乙醛脱氢酶可能具有一些特殊的性质。接下来,我们通过设计相应引物,PCR扩增全长ccs24-5-a,然后将其连接到pET-28a载体上,通过在不同温度及IPTG浓度下对蛋白表达进行尝试,发现表达出来的蛋白质大多以包涵体形式存在。本实验又尝试将分子伴侣pKJE7以及pTf16分别与ccs24-5-a基因共同克隆到大肠杆菌BL21中,期望分子伴侣可以有助于目的蛋白的正确折叠。然后通过对蛋白表达的探索,发现在分子伴侣作用下,该基因在1mmol/L L-阿拉伯糖,0.25mmol/L IPTG(isopropyl thiogalactoside异丙基硫代-β-D-半乳糖苷),28℃的条件下更容易稳定的在上清中表达乙醛脱氢酶。接下来通过对该酶在400mmol/L咪唑的条件下进行洗脱纯化后用乙醛、NAD+作为底物对该酶的酶学性质进行了一系列的研究,发现乙醛脱氢酶的最适反应温度为35℃、最适PH为8.5,每mL乙醛脱氢酶的活力为30U。