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在植物和微生物中,天冬氨酸代谢途径生成蛋氨酸、苏氨酸、赖氨酸和异亮氨酸等四种必需氨基酸,因此该途径中的代谢酶具有重要工业价值。近年来,天冬氨酸代谢途径中的关键酶成为很多学者们研究的对象。棒杆菌因可以通过天冬氨酸途径合成蛋氨酸、赖氨酸和苏氨酸等人类必需氨基酸,因此近年来成为研究的重点。高丝氨酸脱氢酶是天冬氨酸途径的首个分支酶,该酶的活性受到末端产物反馈抑制作用,对蛋氨酸和苏氨酸生物合成的调控起着重要作用。本试验以实验室筛选的抗蛋氨酸结构类似物北京棒杆菌E31为出发菌株,利用基因工程技术克隆得到高丝氨酸脱氢酶基因,并与大肠杆菌表达载体pET-28a连接。将重组质粒转化到大肠杆菌E.coli BL21(DE3)中,重组菌经IPTG诱导实现高丝氨酸脱氢酶的过量表达,并对高丝氨酸脱氢酶的酶学性质进行分析。随后将高丝氨酸脱氢酶基因与穿梭表达载体PZ8-1连接,通过电转化转入北京棒杆菌基因组中,研究其对蛋氨酸产量的影响。结果如下：1.以北京棒杆菌抗结构类似物突变株E31基因组为模板,采用PCR技术克隆出高丝氨酸脱氢酶目的基因。将目的基因与PMD-18T连接后进行测序,结果表明高丝氨酸脱氢酶基因克隆成功。2.将目的基因与大肠杆菌表达载体pET-28a连接后转入大肠杆菌E. coli BL21(DE3)中,经IPTG诱导表达后进行酶活测定。测定结果表明,诱导后的重组菌高丝氨酸脱氢酶活性约是对照菌的10倍。并对温度,pH,金属离子,有机溶剂,底物浓度对高丝氨酸脱氢酶活性的影响以及高丝氨酸脱氢酶的稳定性进行了分析。结果表明：高丝氨酸脱氢酶最适温度为37℃,最适pH为7.5,底物高丝氨酸浓度达到20mMol/L时酶活性不在随底物浓度的增加而成线性增长。镁离子,乙醇和甘油对酶的活性具有促进作用,高丝氨酸脱氢酶的稳定性随着时间的延长逐渐降低。3.将高丝氨酸脱氢酶基因与穿梭表达载体PZ8-1连接,通过电转化方法转入北京棒杆菌基因组中,并对重组菌进行发酵分析,结果表明,同等发酵条件下的重组菌蛋氨酸产量比原菌提高50倍。