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L-丙氨酰-L-谷氨酰胺（L-alanyl-L-glutamine,丙谷二肽）因其具有高热稳定性、高水溶性并且无生理毒性,常被作为L-谷氨酰胺的载体应用于临床。α-氨基酸酯酰基转移酶（α-amino acid ester acyltransferase,AET）能够催化底物L-丙氨酸甲酯盐酸盐、L-谷氨酰胺合成丙谷二肽。本文构建了一株产α-氨基酸酯酰基转移酶的重组大肠杆菌,并对其发酵条件、酶学性质及催化应用进行了研究。本论文首先将来源于E.brevis ATCC 14234和siyangensis AJ2458的α-氨基酸酯酰基转移酶的编码基因进行密码子优化,然后经全基因合成并将其导入到不同的质粒载体,构建了SAET-QC01、SAET-QC02、EAET-DW01三组重组菌株,其中SAET-QC01的产量显著高于其他菌株,更适合α-氨基酸酯酰基转移酶的表达。其次对SAET-QC01的发酵条件经优化确定为:甘油0.5%、胰蛋白胨0.5%、酵母浸粉1%、无水硫酸镁0.1%、初始pH 6.3,诱导温度为20℃,诱导初始菌浓OD600=2.0-2.5,IPTG浓度为0.6 mmol/L,诱导时间12 h,优化后酶活力从221.6 U/mL提升到998.0 U/m L,提高了将近5倍。通过Ni-NTA亲和层析法分离纯化重组蛋白,测定其分子量约为68 k Da。研究该酶的酶学性质发现其最适温度为27℃,最适p H 8.5,在p H 7.0-8.0很稳定,在酸性条件下相对稳定;金属离子及化合物对该酶活力有一定的影响,在一定浓度范围内,低浓度的Co2+和低浓度的EDTA对酶活有促进作用,高浓度的Fe3+,Ni2+,SDS对该酶有明显的抑制作用;并测得该酶的Km和Vmax的值分别为0.30 mol/L和0.02 mol/min·g。再对其催化应用进行了初步的探索,利用重组α-氨基酸酯酰基转移酶制备丙谷二肽,在加酶量为50 U/mmol,底物谷氨酰胺和丙氨酸甲酯盐酸盐的添加比例为0.8,当丙氨酸甲酯盐酸盐的浓度为100 mmol/L、200 mmol/L、300 mmol/L、400 mmol/L、500 mmol/L、600 mmol/L,丙谷二肽的产量分别为15.1 g/L,29.2g/L、42.3 g/L、56.2 g/L、69.5 g/L、78.2 g/L,相对于谷氨酰胺的转化率为86.7%,84.0%,81.1%,80.9%,80.0%,75.0%。最后将催化产物进行初步的分离纯化,并对其进行了结构表征,确定了丙谷二肽的结构特点。本论文研究确定α-氨基酸酯酰基转移酶具有良好的酸碱耐受性,催化效率高的优良特性,在工业生产中具有较好的应用潜力。