海洋中含有大量具有生物活性的含卤有机物，包括卤代烃类、卤代酚类、卤代酪氨酸、卤代脂肪酸和卤代萜类，这些有机物中大部分都具有药物活性。卤代有机物主要来源于海洋藻类的生物合成过程，因此，研究藻类中的卤化机制具有一定的可行性和较高研究价值。生物的卤化过程主要依赖于卤代酶的作用，卤代酶主要包括卤代过氧化物酶和黄素依赖型卤代酶，其中研究最多的是钒依赖型卤代过氧化物酶(vanadium-dependent haloperoxidase)，根据其氧化卤素离子能力的不同，可将其分为氯代过氧化物酶（vanadium-dependent chloroperoxidase）、溴代过氧化物酶（vanadium-dependent bromoperoxidase）和碘代过氧化物酶(vanadium-dependentiodoperoxidase)。这三种酶在基因结构上都具有相同的保守金属离子结合位点，即一个组氨酸残基的咪唑环，该部位用以结合钒离子，其氨基酸系列与酸性磷酸酶家族（acid phosphatases）具有高度的同源性。钒依赖型卤素氧化酶在红藻、绿藻和褐藻中都被发现，但钒依赖型碘过氧化物酶仅在褐藻中被发现，特别是一些较高等的类群，例如海带目。海带是我国常见的大型经济褐藻，其碘元素含量较高，可能与其藻体中含有的特殊的卤素过氧化物酶有关。本研究中通过高通量测序构建了海带转录组数据库，并通过序列调取获得了两条海带钒依赖型卤素过氧化物酶基因，分别为Sja vHPO1和SjavHPO2，Sja vHPO1基因全长为2034bp，编码677个氨基酸，Sja vHPO2基因全长为1923bp，编码640个氨基酸。通过生物信息学手段对这两条基因经行了基因结构和理化性质的分析、蛋白二级结构和三维结构的预测和保守性比对分析。通过转录组数据库进行调取，共获得30个物种的38条vHPO基因的氨基酸序列，结合从NCBI上下载得到的37个物种的46条vHPO基因和3个物种的酸性磷酸酶PAP2基因氨基酸序列，构建系统发育树。根据建树结果进行分析，红藻和褐藻的vHPO基因分属于两大主要分支，其中红藻分支也包含了部分蓝细菌和细菌的vHPO基因，根据内共生假说，vBPO基因最早可能出现在原始蓝细菌中，被真核宿主细胞吞噬发展成为现代的红藻，大多数的多拷贝基因出现在褐藻分支中，说明可能出现了基因的复制事件，褐藻的vHPO基因可能来源于红藻基因的水平转移。从vHPO基因分化的时间上看，先有vCPO，再进化出vBPO，而vIPO的出现最晚。原核表达是表达蛋白常用的方法，本实验中，采用人工合成的方法将这两条海带vHPO基因构建到pET-32a载体中，转入大肠杆菌BL21菌株中，以IPTG作为刺激物进行表达，通过镍柱法对蛋白进行纯化，获得了两种蛋白Sja vHPO1、Sja vHPO2，其浓度分别为0.17mg/ml、0.85mg/ml。对获得的蛋白进行酶活性检测，单氯双甲酮方法是检测vHPO蛋白的标准方法，高效液相色谱方法是生物和化学领域对液体成分分析较为准确和便捷的方法，将这两个方法结合应用，用以检测海带vHPO蛋白的催化活性，在25℃，pH6.5的条件下，该酶对碘离子催化活性为2342.88U/mg，对溴离子催化活性为5861.1U/mg。该蛋白能催化Br、I离子，因而被定义为vBPO。探究了温度和pH对该酶的活性影响，确定该酶为钒依赖型溴过氧化物酶（vBPO）。