在自然界中，纤维素是由葡萄糖以β-1,4-糖苷键聚合而成的，含量最多，分布最广的一种多糖，也是最丰富的生物质资源；以其为原料生产加工而成的生物能源对人类的可持续发展具有重要意义。纤维素酶具有降解纤维素的功能，分为三类：外切葡聚糖酶（exoglucanase,EC3.2.1.91,CBH）、内切葡聚糖酶（endoglucanase，EC3.1.2.4，EG）、β-葡萄糖苷酶（β-glucosidase,EC3.2.1.21,BG）。纤维素酶的分布广泛，从原核生物细菌、放线菌到真核生物真菌、软体动物、昆虫、高等植物等都能产纤维素酶。经过不断的研究与探索，纤维素酶的应用领域正进一步拓宽，可广泛用于纺织、酿酒、饲料、食品、日用化工、中药成分提取等众多领域。　　天牛具有很好的降解纤维素的功能，作为一种会对林木业带来重大经济损失的重要害虫，其体内可能存在内源性的纤维素酶系。通过了解其纤维素酶的特性，制备相应的纤维素酶抑制剂，不失为实现低污染防控的一种有效技术措施。本研究应用 RACE技术，成功的从星天牛、云斑天牛、黄星天牛克隆了属于内切葡聚糖酶的基因，并在家蚕卵母细胞与幼虫中得以表达，纯化蛋白，对这些蛋白的酶学性质进行了研究。同时利用Native-PAGE技术与LC-MS/MS技术对黄星天牛中肠中内切葡聚糖酶进行了鉴定，并对其酶活进行了分析。主要研究结果如下：　　一、3种天牛源纤维素酶的克隆、表达以及酶性质的分析　　1、利用5’和3’ RACE技术从星天牛、云斑天牛、黄星天牛体内克隆了四种纤维素酶基因的全长cDNA，即Am-EGase III、Bh-EGase III、Bh-EGase I、Ph-EGase I，通过同源比对，发现Am-EGase III与Bh-EGase III属于糖苷水解酶家族5（GHF5），Bh-EGase I与Ph-EGase I属于糖苷水解酶家族45（GHF45）。　　2、从生物信息学预测分析结果可知，属于GHF5的Am-EGaseIII、Bh-EGase III的理化性质相似，另一家族的成员Bh-EGase I与Ph-EGase I的理化性质也基本一致。但是Bh-EGase I在疏水性与稳定性方面与其它三种纤维素酶存在着差异，Am-EGase III、Bh-EGase III、Ph-EGase I均属于疏水性稳定蛋白质，而Bh-EGase I属于亲水性不稳定蛋白质；Am-EGase III、Bh-EGase III、Bh-EGase I含有不同数量及位点的潜在N-糖基化位点，Ph-EGase I没有潜在的N-糖基化位点。　　3、通过Bac-to-Bac杆状病毒表达系统，在家蚕5龄幼虫中成功的表达了重组蛋白。非变性条件下进行蛋白纯化，获得具有生物活性的纤维素酶。用糖苷内切酶H（Endo H）对纤维素酶进行糖基化分析。表明不管在失活还是非失活状态下纤维素酶的分子量均有降低；在非失活状态下的酶活鉴定实验中可以发现纤维素酶在去糖基化后活性并没有丧失，其结果说明N-糖基化并不是影响纤维素酶活的决定性因素。　　4、利用TLC定性分析了Bh-EGase III与Ph-EGase I作用于不同底物的水解产物可以看出Ph-EGase I可以将CMC转化为纤维二糖与纤维三糖，可以将纤维三糖转化为纤维二糖，但不能生成葡萄糖；Bh-EGase III可以降解CMC与纤维三糖生成葡萄糖。这不仅证明了Ph-EGase I属于内切葡聚糖酶，同时新发现了属于内切葡聚糖酶家族的Bh-EGase III可能具有β-葡萄糖苷酶的性质。　　5、在不同pH、温度、离子的条件下进行酶活性分析，表明Am-EGase III、Ph-EGase I的最适pH值与温度均是pH4.0和50 ℃，而Bh-EGase III的最适pH为5.0，最适温度为40 ℃，Bh-EGase I的最适条件：pH=4.0、Tm=40 ℃。离子可以影响纤维素酶活，总体来说，在一定浓度范围内，Co2+，Mg2+，Ca2+对这四种纤维素酶具有激活作用，Cu2+具有抑制作用。　　二、黄星天牛中肠内切葡聚糖酶的鉴定以及酶活性的分析　　1、基于Native-PAFG技术和LC-MS/MS技术在黄星天牛中肠中鉴定出4种内切葡聚糖酶，均属于GHF5，未鉴定出GHF45，此外还发现两条分子量低于15 KDa的内切酶条带，这说明天牛中肠中纤维素酶体系的复杂性。　　2、黄星天牛中肠中内切葡聚糖酶最适pH为6.0，最适温度为50 ℃，但无论是最适作用温度还是最适作用pH，Cx酶均显示出广泛的适应性。不同金属离子对酶有一定影响，Co2+及低浓度的Mg2+对 Cx酶都有较强的激活作用，Cu2+及高浓度的Mg2+对酶都有抑制作用。