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淀粉酶是一类重要的工业用酶，目前淀粉酶的主要工业用途是用于生产葡萄糖和麦芽糖。大多数的α-淀粉酶催化水解淀粉产生大量糊精和葡萄糖，但也有报道，有些α-淀粉酶水解淀粉主要产物是麦芽糖。麦芽糖因具有甜度低、吸潮性低、防止淀粉老化等优良性质而广泛应用于食品、生物医药等工业领域，因而寻找高产麦芽糖的α-淀粉酶成为淀粉酶工业领域中一个研究热点。
本研究以T．fusca基因组DNA为模板，PCR分别扩增不包括和包括其基因前段信号肽的α-淀粉酶基因片段（tfa），并克隆至表达载体pSE380上，获得重组质粒pSE380-tfa和pSE380-sptfa，以大肠杆菌JM109为宿主细胞大量表达融合蛋白，利用金属镍亲和层析对菌株JM109/pSE380-tfa表达的α-淀粉酶进行纯化，SDS-PAGE显示纯化蛋白的分子量约为64kD，纯化后的酶比活力为145.0U/mg，最适反应温度为60℃，最适pH为7.0；检测到菌株JM109/pSE380-sptfa的培养基上清有相当一部分酶活，对其进行浓缩后，SDS-PAGE显示有少量目的蛋白。
本研究采用半理性设计方法，以Yellow meal worm alpha-amylase（PDB ID：ljae）晶体结构为模板，通过SWISS-MODEL网站对T．fusca的α-淀粉酶基因进行同源建模，然后分析模板中的关键位点，使用ProSa2003能量分析软件计算确定将tfa催化位点的D187、E221和D281（氨基酸序列为去掉信号肽后的序列）作为定点饱和突变位点；同时比对分析不同来源的产麦芽糖α-淀粉酶基因的保守序列，选择了保守区的位点A182、V275/V278、G294、H360、D408/V410进行定点突变以提高麦芽糖的产量，结果发现对D187、E221和D281三个氨基酸任何一个进行点突变都会导致酶活的明显下降或者丧失；突变子A182D、双突变子V275T/V278D和D408A/V410T的比活力均大大降低；与野生型相比，G294R（酶命名为tfm）和H360R（酶命名为thr）最适温度、最适pH、Km、Vmax和比活力没有明显变化，但麦芽糖的产量有少量提高；将突变酶tfm通过反向PCR进行移码突变可以得到的Thermomonospora curvata的α-淀粉酶基因（tam），HPLC分析突变酶tam的麦芽糖产量有明显提高，由野生型tfa的33.2％提高到了43.9％，其酶的比活力、最适温度和最适pH分别为156.0U/mg，65℃、6.0。