异戊烯基化吲哚生物碱(prenylated indole alkaloids,简称PIA)广泛存在于麦角菌、青霉菌和曲霉菌中,具有一定的药理学活性,但其天然产量低且不易分离。异戊烯基转移酶(prenyltransferase)可催化异戊烯基连接到不同的化合物上,是PIA生物合成途径中的一个关键酶。构效关系研究表明,异戊烯基化与否直接影响着PIA的生物活性。因此,研究异戊烯基转移酶及其编码基因,不仅有助于了解该酶的特性,阐明吲哚类生物碱异戊烯基化的分子作用机制,还能够为利用酶法合成获取具有潜在药用价值的PIA提供必要的工具。目的：探索黑曲霉(Aspergillus niger)全基因组中一个可能编码异戊烯基转移酶的An13g01840基因的功能。方法：本论文实验以黑曲霉gDNA为模板,通过PCR技术扩增Anl3g01840基因,利用QuikChang定点突变方法切除内含子序列获得目的基因的完整编码区,分别亚克隆到大肠杆菌(Escherich coli)表达载体pET28a、pQE-60及酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)穿梭表达载体pESC-URA中以构建重组质粒,在对应的宿主菌中进行诱导表达,利用Ni2+亲和层析的方法分离带6个组氨酸标签的重组酶。将重组酶与不同的色氨酸衍生物在二甲基丙烯基二磷酸(dimethylallyl diphosphate, DMAPP)存在的体系中进行酶促反应,用HPLC技术检测产物的生成,结合NMR技术推测酶反应产物结构,并用Hanes-Woolf回归分析法测定其酶动力学参数Km和Kcat。结果：本实验成功克隆了黑曲霉的Anl3g01840基因,并且得到了具有生物学活性的融合蛋白,经过酶功能研究发现该重组蛋白具有异戊烯基转移酶活性,能接受侧链或者吲哚环稍有变化的一系列色氨酸衍生物作为酶促反应底物。对于22种色氨酸衍生物,在19种反应产物中检测到新化合物的生成,其中以L-色氨酸(L-Tryptophan, L-Trp)的转化率为最高。经NMR和HPLC分析证明,以L-Trp为底物的酶反应产物为7-二甲基丙烯基色氨酸(7-dimethylallyltryptophan,7-DMAT)。经过酶动力学测定得到下列数据：对于底物DMAPP,Km值为0.085mM,Kcat值为0.097s-1；对于底物L-Trp,Km值为1.487mM,Kcat值为0.131s-1。结论：首次克隆并表达了黑曲霉中的异戊烯基转移酶基因,其重组酶能接受色氨酸及其衍生物作为酶促反应底物,催化吲哚环C-7位的异戊稀基化反应,但其天然底物为何尚不能确定。