淀粉分支酶（1,4-α-glucan branching enzyme,简称GBE,EC 2.4.1.18）是属于糖苷水解酶13家族（GH13）或糖苷水解酶57家族（GH57）的一类糖基转移酶,其能够催化淀粉中α-1,4-糖苷键的断裂,产生游离短链,并通过α-1,6-糖苷键将短链连接到受体链上,形成新的分支,增加淀粉的分支度。GBE因其独特的转糖苷作用在生产高支化淀粉、慢消化淀粉方面具有重要作用。作为酶法改性淀粉的关键酶制剂,GBE的性能对于变性淀粉的制备至关重要。在先前的研究中发现,来源于Geobacillus thermoglucosidans STB02的GBE（Gt-GBE）显示出良好的应用前景,然而,Gt-GBE在应用过程中还存在加酶量大、反应过程中酶稳定性下降等问题,为了克服这些弊端,着力于提高Gt-GBE的催化活力和热稳定性成为了扩展其工业化应用的研究关键点和热点。本论文以Gt-GBE为研究对象,通过序列比对和结构信息分析,选择酶分子内适当位置构建分子内盐桥,以提高GtGBE的催化活力和热稳定性。主要研究内容如下:（1）前期研究发现Gt-GBE的N端起始氨基酸残基区域对于其催化活力具有重要的作用。进一步对该区域进行结构分析发现,该区域中第10位和第25位氨基酸残基空间距离较近,第25位氨基酸残基的突变可显著改变N端起始氨基酸残基区域的空间结构。因此,本论文分别构建了L25R、L25K和L25A突变体。结果显示,突变体L25R和L25A的酶活力分别是野生型的1.28和1.23倍。结构分析发现,将Gt-GBE中第25位亮氨酸突变为精氨酸,可与第10位的谷氨酸形成分子内盐桥,增强该区域结构的刚性;将GtGBE中第25位亮氨酸突变为丙氨酸,扩大了该区域的空腔结构;而将Gt-GBE中第25位亮氨酸突变为赖氨酸,破坏了该区域的疏水相互作用。（2）为了进一步提高Gt-GBE的热稳定性,对其氨基酸序列进行分析,确定可能影响Gt-GBE热稳定性的氨基酸残基位点。研究基于氨基酸残基的B-factor值和Depth值分析,筛选出其中柔性值较高且位于酶蛋白表面的氨基酸残基。随后,对所选氨基酸残基及其临近氨基酸残基区域进行结构分析,筛选出适合构建盐桥的氨基酸残基位点（Gln73和Lys137）并通过定点突变构建分子内盐桥。结果显示,相比于野生型,突变体K137E的热稳定性显著提高,在60℃和65℃下的半衰期分别是野生型的1.43和1.29倍。结构分析显示,将Gt-GBE中Lys137突变成Glu137后,可以与Arg140形成盐桥,增强了局部静电相互作用,并提高了Arg140所在loop的结构刚性。（3）为了获得催化活力和热稳定性均提高的突变体,将L25R、L25A和K137E进行组合突变,分别获得组合突变体L25R/K137E和L25A/K137E。结果显示,与野生型相比,组合突变体的催化活力和热稳定性均有所提高。并将组合突变体进行麦芽糊精改性,初步探究了组合突变体的应用价值。结果显示,在4℃储藏两天后,未经Gt-GBE处理的麦芽糊精溶液（对照组）完全浑浊,透光率降为0.14%,经过野生型改性后的麦芽糊精溶液呈现轻度浑浊的状态,透光率为65.10%,而经组合突变体L25R/K137E和L25A/K137E改性后的麦芽糊精溶液呈透明状态,透光率分别为87.60%和93.91%。随着储藏时间的延长,麦芽糊精溶液逐渐浑浊,透明度下降。相较于野生型,组合突变体L25R/K137E和L25A/K137E具有更高的工业应用价值。