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极地具有独特的地理、气候和环境特征，形成了一个酷寒、强辐射和高盐的自然环境，造就了极地微生物的新颖性与多样性，是发现微生物新物种和新型活性先导化合物的新资源宝库。在极端坏境中生存的微生物，在与环境长期抗争的适应过程中必然形成了许多普通微生物所没有的独特特性和适应机制。因此极地微生物不仅是研究在低温条件下生物适应性的极好材料，而且也是获得在低温条件下具有较大催化能力的低温酶类的最佳来源之一。对极地微生物及其产生低温酶的研究不仅有着重要的生物学意义，而且由于低温酶具有能在低温下有效发挥催化作用的特点，在尘物工程某些领域有着广阔的应用前景。
从实验室保存的极地微生物资源库中通过酪蛋白平板法筛选到106株在低温条件(4℃)下具有蛋白酶活性的菌株，并对部分酪蛋白水解圈较大的菌株进行了发酵液酶活测定和分子鉴定与系统发育分析。结果表明，8株低温条件下蛋白酶酶活较高的极地菌分别属于假交替单胞菌属（Pseudoalteromonas）、科尔韦尔氏菌属（Colwellia）、希瓦氏菌属（Shewanella）、嗜冷杆菌属（Psychrobacter）。选择低温条件下蛋白酶活性较高的菌株Pseudoalteromonassp.QI-I为研究对象，以酪蛋白为底物对其产适冷蛋白酶的粗酶酶性质进行了初步研究。结果表明，菌株QI-1产适冷蛋白酶酶活最适反应温度为40℃，O℃仍保持10％的相对酶活，酶作用最适反应pH值为10.0；其催化作用不需要金属离子的参与；热稳定性极差，在60℃放置15min即完全失活；4℃条件下，与0.05mol/LpH9.0Tris-HCl缓冲液混合放置36h仍可保持90％的相对酶活，在0.05mol/LpH7.0～pH9.0的Tris-HCI和pH9.0,-pH11.0Glycine-NaOH缓冲液中放置36小时仍可保持80％以上的相对酶活。对Pseudoalteromonassp.QI-1蛋白酶酶谱的研究表明，Pseudoalteromonassp.QI-1可能分泌四种蛋白酶。
Pseudoalteromonassp.QI-1产适冷蛋白酶的产酶条件优化表明，菌株QI-1的最适生长和产酶温度均为5℃：最佳接种浓度为1％；发酵培养基的最适初始pH值和装样量的最适值分别为pH5.0-pH10.0和10％;20‰NaCI对菌体的生长和产酶最有利；麸皮和醋酸钠分别为培养基中最佳氮源和碳源；酪蛋白对菌株QI-I胞外蛋白酶的产生有明显的诱导作用；Mg2+和0.5％的tween-80有利于产酶：正交实验结果的分析结果显示：Pseudoalteromonassp.QI-1产蛋白酶最佳培养基配方为：麸皮5g/L，酵母粉2.5g/L，酪蛋白0.3％，MgCI2"6H203g/L，KCIl.5g/L，最佳培养液酶活可达到166.20U/ml。
考虑到低温培养的局限性，对Pseudoalteromonassp.QI-I的适冷蛋白酶基因进行了克隆与异源表达研究。提取Pseudoalteromonassp.QI-1的基因组DNA后，采用限制性内切酶Sau3A1酶切染色体DNA，分离纯化2～9kb的DNA片段，然后与事先经BamH1酶切且去磷酸化的质粒载体pUCII8连接，导入大肠杆菌DH5α中，以此建立了Pseudoalteromonassp.QI-I基因组DNA文库，产生约20000个重组子的基因组文库，采用常规的透明圈法从基因组文库中筛选目的克隆，即在37℃培养至长出可见菌落，然后4℃放置4d，最终筛选到1个有明显透明圈的克隆子。提取该阳性克隆的质粒DNA并测序发现，该克隆子质粒包含一个完整的蛋白酶的可读框架(2127bp)，编码708个氨基酸，其序列已经提交Genbank，序列注册号为HM047289。结构分析表明，该酶基因编码的蛋白质序列可能包括四个结构域：信号肽、N端前导序列、催化中心及C端延伸序列，并具有Asp185、His244和Ser425组成的活性催化中心。对适冷蛋白酶PRO-2127的氨氨酸组成分析结果显示，PRO-2127具有大多数适冷酶的特性，蛋白质序列中精氨酸及精氨酸与精氨酸+赖氨酸(Arg/(Arg+Lys)）的摩尔比例下降，脯氨酸含量下降，甘氨酸含量上升。
适冷蛋白酶基因pro-2127的异源表达研究发现，重组的蛋白酶基因pColdlII-pro-2127及pMAL-c4x-pro-2127在E.coliBL21(DE3)中诱导表达后酶活分别为4.44U/mland3.65U/ml。重组EcolipColdIII-pro-2127表达蛋白酶PRO-2127的最适温度和最适pH分别为40℃和pH10.0-pH11.0，重组子EcolipColdIII-pro-2127及pMAL-c4x-pro-2127的最佳诱导温度均为10℃；最佳诱导时间约为22h:重组子EcolipColdIII-pro-2127与EcolipMAL-c4x-pro-2127的最佳IPTG诱导浓度分别为0.5mmol/L-I.Ommol/L和0.5mmol/L.