除草剂在农业生产中占据重要地位,有效利用除草剂不仅能够节约劳动力,而且经济有效。但长期大规模使用除草剂,也引发了杂草抗药性、非靶标生物安全及环境污染等一系列问题。因此,寻找新型的除草剂作用靶标是解决杂草抗药性的关键。植物蛋白激酶大多是丝/苏/酪氨酸磷酸转移酶,它能够将三磷酸腺苷(ATP)上的γ-磷酸基团转移至底物上,从而将底物磷酸化。研究表明,该类蛋白酶广泛参与植物抗逆性、信号转导以及生长发育等一系列重要生命活动进程,可以作为潜在的除草剂作用靶标。本论文以课题组前期已筛选出的尚未有同源结构报道并且具有潜在除草剂作用靶标价值的拟南芥葡萄糖激酶(GK)和核黄素激酶/黄素单核苷酸水解酶双功能蛋白酶(ATFMN/FHY)为研究目标,采用聚合酶链式反应(PCR)从拟南芥cDNA文库中扩增目的基因,并将其连接至表达载体pET-28a,成功构建了相应的重组表达质粒和工程菌。通过对重组蛋白激酶进行诱导表达,获得高纯度的蛋白激酶包涵体,继而利用6 M盐酸胍对包涵体进行变性处理,采用Ni-NTA亲和层析法柱上复性及纯化蛋白激酶,获得了两个可溶形式的重组蛋白激酶。采用高效液相色谱(HPLC)成功建立并优化了两个蛋白激酶的酶活性检测方法,并进一步研究了两个蛋白激酶的最佳反应温度、最佳反应pH、二价金属离子的选择性以及酶学动力学常数。结果表明,纯化后的两个蛋白激酶均有良好的生物活性。其中,葡萄糖激酶(GK)对ATP的表观米氏常数为0.337 mmol/L,最适反应温度为55℃,最适反应pH为9.0,最适二价金属离子为Zn2+。而ATFMN/FHY作为双功能蛋白酶,同时包含核黄素激酶和黄素单核苷酸水解酶结构域。核黄素激酶(ATFMN)对ATP的表观米氏常数为0.260 mmol/L,对核黄素的表观米氏常数为0.0694 mmol/L,当反应温度为42℃,pH为8.5,Mg2+存在时,酶活性最高。黄素单核苷酸水解酶(FHY)对FMN的表观米氏常数为0.0830 mmol/L,当反应温度为46℃,pH为6.0,Zn2+存在时,酶活性最高。