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具有较高酶活性和热稳定性的海藻糖合成酶在酶法生产海藻糖中很重要。我们用实验室进化方法获得了酶活力和热稳定性有所提高的突变酶。运用随机突变和定点饱和突变相联合的策略来产生突变库。经过一轮的随机突变，筛选到一个酶活力提高了80％且Km值下降(由15mmol/L下降为7.45mmol/L)的突变体。经测序表明该突变体J37在氨基酸序列266和325位发生了氨基酸替换，为D266G/Q325R。
为了获得更好的优化酶，我采用了半理性设计。以寡基1，6-葡萄糖苷酶的晶体结构为模板，在网站SWISS-MODEL同源模建褐色喜热裂孢菌海藻糖合成酶的三维结构。结合分析TreS-fu与四种来自不同微生物的功能已鉴定的海藻糖合成酶的比对结果，选定TreS-fu的Phe227、Asp230、His341、Asp342和Glu409的氨基酸残基为待突变位点。通过不同的快速PCR介导定点突变的方法，将这5个位点的氨基酸分别进行定点饱和突变，获得了A74(F227C/D266G/Q325R)、E56(D266G/Q325R/D342E)、C14(D230V)、E99(H341N)、F12(E409X)等5个突变体，其中F12(E409X)突变子均比野生型酶的活力低；突变体A74、C14、E56和E99的酶活力比野生型酶有不同程度的提高。被三个氨基酸取代的突变体A74的比活力是野生型酶的2.6倍，对其动力学分析表明，突变子A74的酶活力最适温度提高了5℃，半衰期为野生型的2.67倍，Tm值提高了3℃，其催化效率Kcat/Km提高了2.5倍；其它突变体的最适pH、Km及Kcat均没有明显变化。结果表明这些的突变效应呈现出多样性。
研究结果表明，该半理性设计不仅可提高酶的活力和热稳定性，而且为揭示TreS结构和功能的关系提供了一个新的研究模型。