海洋是一个庞大而又复杂的生态系统,蕴藏着丰富的微生物资源,这些微生物资源为新功能基因的筛选和研究提供了很好的平台。而深海热液区是海洋中的一类极端生态系统,来源于深海热液区的微生物酶通常具有一些特殊的酶学性质。基于发掘新基因,开发具有潜在应用价值的酶,本研究以西南印度洋深海2800 m热液羽状流中获得的原位海水浓缩液为样本,在实验室前期工作的基础上,利用现代分子生物学技术,对兴趣基因fm2382进行克隆、表达及其生物学功能研究。通过PCR技术从海洋微生物Fulvimarina manganoxydans基因组中克隆出目的基因fm2382,并成功地在大肠杆菌中重组表达。对该基因编码的FM2382蛋白生物学功能进行研究,结果表明FM2382蛋白是HAD超家族中的一种磷酸酶,其氨基酸序列保守区与目前已知的HAD超家族保守区存在部分差异,因此将其鉴定为HAD超家族中的新型磷酸酶,并建议将FM2382蛋白所在的亚家族命名为“C”亚家族。值得注意的是,FM2382蛋白同时还表现出ATP酶活性,该特性在HAD超家族中是第一次报道。酶学性质研究表明,FM2382蛋白是一种金属离子依赖型磷酸酶,最适pH约为7.1,最适温度约为45℃,且具有一定的高温耐受性。结构稳定性研究表明,FM2382蛋白的去折叠过程是不可逆的,表现出来即为热变性对FM2382磷酸酶活性的影响是不可逆的。定点突变分子改造结果表明,C15、C33、D34、W36、T67、C171、C187、L220、D232、D237、D247这些氨基酸残基是FM2382行使磷酸酶功能的关键氨基酸位点,C15、D34、W36、T67、C187、R163、D247是FM2382行使ATP酶功能的关键氨基酸位点。