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过氧化氢酶(EC1.11.1.6)是一类末端氧化酶，几乎存在于所有好氧生物中，它能够将过氧化氢(H2O2)分解成水(H2O)和氧气(O2)，防止细胞过度氧化，是生物体防御体系的关键酶之一。过氧化氢酶在工业中，尤其是纺织工业中起着重要的作用。为了使过氧化氢酶更好地适应工业化的生产和应用需求，本实验利用基因工程相关手段，对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) WSHDZ-01的过氧化氢酶基因进行分子改造，并在枯草芽孢杆菌中进行过量表达，考察过氧化氢酶突变体的酶学性质，选择酶学性质最好的突变体进行后续研究，提高其发酵性能。本论文的主要研究成果包括：(1)以质粒pSTOP1622-katA为模板，对B. subtilis WSHDZ-01的过氧化氢酶基因114位赖氨酸K进行定点突变，并将突变后的基因在B. subtilis WB600中进行表达，发现菌株600Y和600V的酶活有大幅提升，分别是突变前的2.3和2.5倍。将各突变体酶进行纯化后测定其相关酶学性质，发现K114Y这一突变体在60℃的半衰期(t1/2)最长，其催化效率也最高，是突变前的5.3倍。(2)为了进一步提高过氧化氢酶的热稳定性并探究点突变对酶性质的影响，在上述K114Y突变的基础上，本研究选取193位的甘氨酸G和123位的天冬氨酸D进行定点突变，并将突变后的质粒在B. subtilis WB600中进行表达，发现菌株G600F、G600C、D600Y和D600F的酶活相比对照均有一定提升，将各突变体酶进行纯化并测定其相关的酶学性质，实验证实突变体酶G193F的热稳定性有了显著的提升，其半衰期(t1/2)相比对照提升23%，而突变体D123Y的催化效率则是各突变体中最高的，是突变前的1.4倍。(3)经过上述突变实验得到热稳定性和催化效率均有所提高的过氧化氢酶突变体。为了更好的进行工业化生产，对WB600WT、600Y这两株菌进行了3L罐发酵实验，发现其在3L罐的产量相比摇瓶没有明显的提升。因此，将对应的突变质粒分别转入B. subtilisWSHDZ-01进行表达，并在3L罐上进行放大生产，效果良好，KY01、KY/GF01和KY/DY01在3L罐的发酵酶活分别为25423U·mL-1、27895U·mL-1和30487U·mL-1，是摇瓶的1.9倍、1.8倍和1.5倍。综合考虑热稳定性和酶活情况，本实验选用菌株KY/GF01进行摇瓶优化实验。从碳源浓度、氮源浓度以及诱导剂浓度等方面进行研究，优化后的条件为：葡萄糖25g·L-1，硝酸钠7.5g·L-1，诱导剂(木糖)浓度0.1%。最后利用优化后的条件在3L发酵罐上进行验证，优化后的酶活能够达到33898U·mL-1，是优化前的1.2倍。