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酯类水解酶（Lipolytic enzymes）分为脂肪酶和酯酶,催化酯键的水解和合成,并且广泛存在于植物、动物与微生物中。由于其广泛的底物特异性、出色的对映选择性和区域选择性,反应不需要辅因子、在有机试剂中也有较好的稳定性等特点,酯类水解酶被广泛应用于生物催化剂生产、洗涤剂生产、食品工业、农业化肥生产、生物治理等实际生产生活中。由于其原生环境的影响,海洋微生物来源的酯类水解酶具有耐低温、耐盐以及独特的底物选择性等优良特性,从而在生物技术和工业上有较广阔的应用前景。随着基因组测序技术的飞速发展,对已测序的海洋微生物基因组数据进行序列筛选,可以快速获得多个酯类水解酶新家族/亚家族序列,大大加快了挖掘新基因和新酶的步伐。本文中,通过对海洋细菌Glaciecola nitratireducens和Glaciecola lipolytica的基因组进行序列筛选,获得了一个编码新型单酰甘油酯脂肪酶的基因（E13）和一个编码含Abhydrolase3结构域的新型酯酶基因（E41）。随后,我们对这两个基因分别进行了异源表达和分离纯化,并对其催化特性进行了表征。我们对酯类水解酶E13和E41的研究,丰富了现有的海洋酯类水解酶资源库。一、单酰甘油酯脂肪酶E13的催化特性的研究从海洋细菌G.nitratireducens基因组序列上筛选到了一个编码单酰甘油酯脂肪酶的基因,E13。与E13序列相似性超过30%的同源蛋白中没有一个蛋白的生化性质被表征,这表明E13是一个新型脂肪酶。系统发育分析显示,E13属于单酰甘油酯脂肪酶溶血磷脂酶（Monoglyceridelipaselysophospholipase）家族。在进化树上,E13及其他细菌来源的同源序列、真菌来源的同源序列、无脊椎动物和脊椎动物来源的同源序列分别聚簇形成三个独立的分枝,这表明Monoglyceridelipaselysophospholipase家族的酶蛋白很可能在细菌、真菌以及无脊椎动物/脊椎动物中出现了分化。随后,我们对E13进行了异源表达和分离纯化,并对其基本酶学性质进行了分析。底物特异性分析表明,E13不具有溶血磷脂酶活性。E13能高效降解饱和、不饱和单酰甘油酯底物,且对饱和、不饱和单酰甘油酯的降解活性没有显著差异,这不同于已报道的真核生物来源的单酰甘油酷脂肪酶。E13作为单酰甘油酯脂肪酶,可能在其来源菌G.nitratireducens脂类分解代谢中发挥着重要的作用。E13的最适反应温度是30℃,且在0℃还保留30%的酶活力,表明E13是低温酶。E13的最适反应pH是9,且在较宽pH范围（5-11）的缓冲液体系中具有较好的耐受性。E13的酶活性不受0-3.5 MNaCl的影响,且在4.5 MNaCl温育24小时后,残余活力仍高达70%,这表明E13是耐盐酶。E13对所测试的大部分金属离子都有较好的耐受性。E13的酶活性基本不受抑制剂尿素和硫脲、还原剂β-巯基乙醇和DTT、变性剂Tween 20和Triton X-100以及金属离子螯合剂EDTA的影响。此外,E13对DMSO等有机溶剂的耐受性比较强。这些特点都为E13在工业上的应用提供了可能。到目前为止,E13是Monoglyceridelipaselysophospholipase家族中细菌来源的唯一一个被报道的单酰甘油酯脂肪酶。二、酯酶E41的催化特性的研究从海洋细菌G.lipolytica基因组中筛选到了一个编码含Abhydrolase3结构域的酯酶基因,E41。与E41序列相似性超过30%的同源蛋白中,没有一个蛋白的生化性质被表征,这表明E41是一个新型酯酶。对已知含Abhydrolase3结构域的酯类水解酶进行系统发育分析,发现E41及其同源蛋白在进化树上形成一个独立的分枝,这表明E41及其同源蛋白可能属于一个酯类水解酶新类群。多序列比对分析表明,E41的催化三联体由Ser148、Asp230和His253组成,其中Ser催化残基位于GHSAG基序上。随后,我们在Escherichia coli BL21（DE3）中对其进行了异源表达和分离纯化,并对E41的基本酶学性质进行了分析。酯酶E41及其同源蛋白gE40和E42仅能高效降解pNPC2底物,难于降解pNPC4及更大的底物,这不同于已报道的第IV家族以及第XV家族酯类水解酶。酯酶E41、gE40和E42表现出相似的底物选择性,均偏好降解较小的酯类底物分子（pNPC2）。与第Ⅳ家族以及第XV家族酯类水解酶相比,E41及其同源蛋白可能具有更小的底物结合腔,只能结合较小的底物。E41的最适反应温度是40℃,且能在0-30℃条件下稳定存在。E41的最适反应pH是8,并对宽pH范围（6-10）的溶液具有较好的耐受性。E41的酶活性和稳定性基本不受高盐（4.5 M NaCl）的影响,这表明E41是耐盐酶,反映了其对海洋含盐环境的适应。在所测试的金属离子中,Zn2+、Cu2+和Fe2+显著抑制了 E41的酶活性,是E41潜在的抑制剂。综上所述,E41及其同源蛋白在序列、底物选择性以及可能的结构上不同于已报道的酯类水解酶第IV家族以及第XV家族,E41及其同源蛋白代表了一个含Abhydrolase3结构域的酯类水解酶新家族。