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碱性果胶酶一般指果胶裂解酶中的聚半乳糖醛酸裂解酶(PGL)。来源于Bacillus subtilis碱性聚半乳糖醛酸裂解酶已经被广泛应用于纺织工业，韧皮纤维脱胶，污水预处理等。本论文在实验室前期研究基础上，采用补料分批发酵工艺，通过对补料培养基中碳源底物的酶法预处理和pH优化控制策略，提高菌株B.subtilis7-3-3的PGL产量。与对照相比，优化后发酵38 h，PGL酶活力从202.5U mL-1(48 h)增加到743.5 U mL-1，平均PGL生产速率达到19.6 U(mL h)-1。研究发现B.subtilis7-3-3的PGL的合成分泌与细胞生长呈现相关性，较高的细胞浓度对应较高的PGL产量;同时B.subtilis7-3-3生产PGL不受纯果胶的诱导。
从B.subtilis7-3-3粗酶液中分离纯化出了PelA蛋白，研究了PelA的性质，其分子量约为45 kDa，最适温度和pH分别为55℃和9.4。进一步通过构建穿梭表达质粒pNW33N-pelA，实现了pelA基因在B.subtilis7-3-3中的同源过表达，目的是通过提高pelA基因的拷贝数来提高PGL产量。在7.5 L发酵罐中发酵44 h，同源过表达菌株B-pN-pelA的PGL酶活力增加到2138 UmL-1，生产速率达到了48.58 U(mL h)-1。超过目前已报道的PGL的最高产量。进一步研究发现B-pN-pelA PGL粗酶液的纤维素酶酶活力低，在50℃下4h能够脱除苎麻纤维50.58％的胶质。同时，工程菌B.subtilis B-pN-pelA具有良好的遗传稳定性，在脱胶工业中具有较好的应用前景。
由于pelA基因启动子具有高效的启动能力，推测其可以在B.subtilis7-3-3中启动更多其它基因的转录。将pelA基因启动子(PpelA)和终止子(Tpel4)连接到pNW33N质粒，构建得到B.subtilis-E.coli穿梭表达质粒pNW33N-PAT。对pelB，pelC基因进行了克隆和测序，并对其进行了系统进化树分析和同源模建，发现其与B.subtilis来源的聚半乳糖醛酸裂解酶蛋白具有高度相似性。以pNW33N-PAT构建pelB，pelC重组质粒，SDS-PAGE和Western blotting验证发现，该质粒成功实现了pelB和pelC在B.subtilis7-3-3中的同源过表达。
由于对B.subtilis7-3-3同源过表达蛋白进行纯化时出现了与一个镍柱结合的杂蛋白，无法获得纯的PelB和PelC蛋白。为了研究PelB和PelC的性质，本论文以P.pastoris GS115为宿主，对pelA，pelB和pelC进行了异源表达，验证了糖基化对PelA，PelB和PelC分子量大小和PGL酶活力的影响，结果表明糖基化对这个三个蛋白的酶活力影响不显著。酶学性质研究表明，PelB的最适温度为60℃，最适pH为9.0，在40℃或pH7.0-10.6下具有较高的稳定性;PelC最适温度为50℃，最适pH为9.5，在30℃和pH8.0下具有较好稳定性。PelA，PelB和PelC纯酶脱胶实验发现，PelA脱胶能力较PelB和PelC强，PelB基本不能脱胶。同时观察到PelC对PelA的脱胶作用具有显著的协同效应，在总PGL酶活力为160 U mL-1，PelA与PelC添加比为5∶3时，苎麻纤维脱胶率可达62.9％。