木聚糖酶属于糖苷水解酶家族,它能水解木聚糖主链的糖苷键,在食品和饲料、生物燃料、造纸等行业应用非常广泛,是目前最大的一类商业酶。木聚糖酶基因大量存在于自然界的微生物中,本实验室曾筛选到了一株能降解木聚糖的菌株Microbacterium imperiale YD-01,对其进行全基因组测序后预测到两个木聚糖酶编码基因xyn765和xyn1923,分别编码384和1352个氨基酸。将Xyn765和Xyn1923与蛋白数据库中的已报道的木聚糖酶进行比对,其一致性最高分别为74%和38%,说明Xyn1923是比较新的木聚糖酶。然后克隆这两个木聚糖酶编码基因并实现在大肠杆菌中异源表达,对表达蛋白进行活性检测,结果显示Xyn1923有木聚糖酶的活性,而Xyn765没有木聚糖酶的活性,随后对Xyn1923进行了系统的酶学性质研究。后续考虑到木聚糖酶在工业上运用非常广泛,期望将木聚糖酶基因xyn1923在毕赤酵母中进行表达,通过对Xyn1923序列进行分析,预测了其关键的活性区域,包括两个糖基水解酶结构域和一个内切1,4-木聚糖酶结构域,包含336个氨基酸。将编码这几个结构域的截短的基因导入毕赤酵母中进行表达,通过对其粗酶液进行活性检测,没有检测到木聚糖酶的活性。本文主要的研究内容和结论如下:1.对Microbacterium imperiale YD-01基因组完成图测序分析预测了两个木聚糖酶基因xyn1923和xyn765,与已知的木聚糖酶进行对比发现其一致性最高分别为38%和74%。2.设计引物通过PCR扩增预测的木聚糖酶基因xyn1923和xyn765,然后分别克隆到p ET28a表达载体上并导入到Escherichia coli Rosetta（DE3）里进行异源表达。测定酶活力,结果显示只有Xyn1923有木聚糖酶的活性。3.对表达纯化后木聚糖酶Xyn1923的酶学性质进行研究,该酶的比活力为14.523±0.026U/mg;最适p H和最适温度分别为7.0和70℃。在p H 6.0到9.0和30～60℃的范围内,其酶活是相对比较稳定。1 m M的Co²⁺、Ba2+、Fe²⁺、Fe³⁺的金属离子对酶活有促进,2 m M和5 m M的上述金属离子对酶活有抑制;1 m M、2 m M和5 m M的Mg²⁺、Ag⁺、Cu²⁺、Ca²⁺、Mn²⁺、Pb²⁺离子对酶活都有抑制。4.对Xyn1923基因序列进行分析,预测了其关键的活性功能域,并将这一部分功能域的编码基因导入毕赤酵母中进行表达,但没有检测到酶活力。本研究基于筛选到的一株能水解木聚糖的菌株Microbacterium imperiale YD-01,通过全基因组测序和生物信息学分析后找到了两个候选的木聚糖酶基因,并在大肠杆菌中进行了异源表达并测定其活性。通过酶学性质分析发现Xyn1923为弱碱性嗜热木聚糖酶,本研究为从微生物中挖掘新的具有应用价值的木聚糖酶基因资源及在工业上的应用奠定了基础。