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白蚁在自然界中是一类能够高效降解木质纤维素的昆虫,在地球的物质循环和能量流动中发挥着十分重要的作用。白蚁肠道存在着各种各样的共生微生物(如细菌、古菌、真核微生物鞭毛虫),很多微生物都具有产纤维素酶的能力,这与白蚁能够高效降解木质纤维素有很大关系。同时,为了适应纤维素类食物的消化,在白蚁长期进化的过程中,体内形成了非常高效而复杂的纤维素酶系统。本文以低等白蚁黑胸散白蚁(Reticulitermes chinensis Snyder)为研究对象,将黑胸散白蚁肠道共生细菌的两个β-葡萄糖苷酶基因Rcbg3和Tmbgl进行克隆与表达,并对其酶学特性进行了研究,为阐明肠道共生菌在白蚁纤维素降解过程中所起的作用奠定了基础。本论文的主要研究结果总结如下：1.从黑胸散白蚁肠道共生疣微菌Opitutacrae sp.TSB-47中得到一个β-葡萄糖苷酶基因,命名为Tmbgl,该基因序列包含2073个碱基,编码690个氨基酸。在大肠杆菌中进行异源表达,获得可溶性的蛋白,命名为TmBG1。经纯化的TmBG1的最适反应pH是6.0,最适反应温度是45℃, pH作用范围较广,且在pH 5.2-9.2的稳定性较高。以pNPG为底物时, TmBG1的比活力为0.348 U/mg, Km=8.47 mg/ml, Vmax=0.145 U/mg。测定了1mM和5 mM不同金属离子对酶活力的影响,Zn2+和Ag+在很大程度上抑制β-葡萄糖苷酶的活性,Ca2+, Ni2+, Al3+, K+, Fe2+口Co2+对TmBG1的活性影响不大,Mg2+和Mn2+在5 mM浓度下,能够使TmBG1的酶活性提高45%和65%以上。TmBG1能够水解pNPG和pNPC。通过TLC分析表明,TmBG1能够将纤维二糖,纤维三糖,纤维四糖水解为葡萄糖,纤维二糖和纤维三糖。葡萄糖作为β-葡萄糖苷酶酶促反应的产物,随着浓度的增加,重组酶TmBG1酶活力逐渐降低。当葡萄糖浓度达到1 M时,酶活力剩余60%,表明TmBG1具有较强的葡萄糖耐受性。2.从黑胸散白蚁肠道共生游离细菌中得到一个β-葡萄糖苷酶基因,命名为Rcbg3,该基因序列包含1995 bp个碱基,编码664个氨基酸。在大肠杆菌中进行异源表达,获得可溶性的蛋白,命名为RcBG3。以pNPG为底物,RcBG3的最适反应pH是5.6,最适反应温度为45℃,比活力为0.601U/mg,Km为0.193ng/ml,Vmax为0345 U/mg。测定了1 mM和5 mM不同金属离子对酶活力的影响,Zn2+和Ni2+对RcBG3酶活力抑制显著,Cu2+和Ag+基本上能完全抑制RcBG3酶的活性,Na+,Mg2+, Al3+, K+,Fe2+和Co2+对RcBG3的活性影响不太显著,Mn2+在1mM和5mM浓度下,都能够提高RcBG3的酶活到60%。当葡萄糖浓度达到1M时,RcBG3酶活力剩余40%,葡萄糖的抑制常数Ki=0.46 M,显示了具有较好的葡萄糖耐受性。