海藻糖合成酶是一种分子内转糖基酶,它可以催化麦芽糖生成海藻糖,同时也可以作用于蔗糖生成海藻酮糖。由于海藻糖和海藻酮糖都有保湿、保鲜等特点,因此在工业生产上有巨大的市场潜力。了解海藻糖合成酶的酶学性质及其催化特性对于工业生产海藻糖和海藻酮糖具有重要的意义,分析海藻糖合成酶与底物结合位点及催化机制为了解该酶的空间结构及功能奠定了基础。从Thermus ruber中克隆的海藻糖合成酶基因导入E.coil XL-10Gold菌株中表达,通过镍柱亲和层析纯化得到重组酶TR-TreS,并对其进行酶学性质研究。研究结果表明,重组酶TR-TreS以麦芽糖为底物时,最适pH为6.5,最适温度为55℃,比活力为6.67U/mg, HPLC分析该酶能够催化麦芽糖和海藻糖的互逆反应,能够将麦芽糖转化成86%的海藻糖,同时生成14%的葡萄糖副产物；以蔗糖为底物时,最适pH为6.5,最适温度为55℃,在4℃保藏60d后仍有较高酶活,比活力为1.21U/mg, HPLC分析其能够将蔗糖转化成66%的海藻酮糖,同时生成34%的葡萄糖和果糖副产物。定点突变研究表明：突变菌Y205L+E206K不能利用蔗糖,对麦芽糖和海藻糖利用能力明显下降；突变菌Y205L不能利用蔗糖,对麦芽糖的利用能力提高了约0.1倍,对海藻糖利用能力下降；突变菌E206K利用蔗糖、海藻糖和麦芽糖的能力下降。由此推测这两个氨基酸位点对酶与海藻糖、麦芽糖、蔗糖的结合位点很重要。对突变菌E206K进行定点饱和突变,结果显示突变菌E206V和E206W不能转化蔗糖和麦芽糖,且对海藻糖利用率很低；突变菌E206C、E206S和E206R不能转化蔗糖,并且利用麦芽糖和海藻糖的能力下降。研究突变菌Y205L的酶学特性,结果显示该突变酶最适pH为7.0,最适温度为50℃,比活力为7.6U/mg, HPLC分析该突变酶也可催化麦芽糖和海藻糖的互逆反应,能将麦芽糖转化成92%的海藻糖,同时生成8%的葡萄糖副产物。