延胡索酸水合酶，又称延胡索酸酶(fumarate hydratase，E.C4.2.1.2)，是催化延胡索酸转变成L-苹果酸的-类酶。L-苹果酸在食品、医药、印染和建筑等行业上有特殊的用途。近几年来具有高度耐热活性产延胡索酸酶微生物，如黄色短杆菌(Brevibacteium Flavum)及短乳杆菌(Lactobacillusbrevis)，被广泛应用于以延胡索酸作底物生产L-苹果酸。但是目前天然发酵菌种在工业生产中存在着延胡索酸水合酶活力不高或者受天冬氨酸转氨酶干扰的难题。宏基因组学技术绕开了“纯培养”的技术瓶颈，使得人们在基因组水平上直接开发利用各种环境中丰富的微生物基因资源成为现实。本实验室利用宏基因文库技术，构建了广西北部湾海洋沉积物文库。利用活性筛选和直接测序相结合的筛选策略，得到了一种编码延胡索酸水合酶的新型酶基因(fumF)。生物信息学分析结果表明，在氨基酸水平上和一种来自于Burkholderia（伯克氏菌）菌属的延胡索酸水合酶同源性为27％，一致性为41％。利用PCR定点扩增技术扩增目的基因，与表达质粒pETBlue-2连接，导入表达宿主细胞BL21(DE3)pLysS，构建了重组表达克隆pGXAM3566G/BL21(DE3)pLysS。SDS-PAGE蛋白电泳结果表明，目标诱导蛋白大小为60kDa左右，与生物信息学分析结果基本一致。本工作为进一步研究新型延胡索酸水合酶FumF的生化功能奠定了基础。　　 本研究以大肠杆菌表达菌株pGXAM3566G/BL21(DE3)pLysS的表达fumF编码的基因产物主要研究对象，对其进行了酶学性质的初步研究，发现正向反应最适pH值8.5，最适作用温度55℃的条件下，逆向反应受pH值及温度影响比较小。以延胡索酸及苹果酸分别作为底物，得出FumF重组蛋白的酶活为6.75U/mg，逆反应方向酶活为0.68U/mg。测定正向反应的Km值为0.5228 mM，最大反应速度为54μM/min，转换数Kcat为9.085 min-l，反相反应Km值为4.33 mM，最大反应速度为7.26μM/min转换数Kcat为1.22min-1。正相反应的Kcat/Km值为17.4 mM-1 min-l，逆向反应的Kcat/Km值为6.01 mMl min-1。平衡常数Keq为61.604。