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硝基还原酶是一类以NAD(P)H为辅酶的黄素蛋白，能催化多种芳香族硝基化合物的还原，在生物转化、生物修复和基因导向的酶一前药治疗中的应用潜力巨大，而获得更高效的硝基还原酶是关键。本论文通过基因组挖掘，对六种不同微生物来源的、潜在的硝基还原酶进行了克隆表达、纯化，并对它们的底物谱和其它酶学性质进行了比较深入的研究。 首先，将这六种硝基还原酶基因(gox0201、gox0478、gox0776、gox0834、bh2236、azc_3176)分别克隆于质粒pET28a中，并转化大肠杆菌BL21(DE3)。经诱导表达后，这六种硝基还原酶在大肠杆菌BL21(DE3)中主要以可溶于胞内的形式表达，且表达量较高。通过亲和层析纯化，除Gox0201外，其他五种酶均获得电泳纯的酶。 其次，研究这六种硝基还原酶的底物谱。序列信息分析显示这六种酶都属于Nitro_ FMN_ reductase超家族。Gox0834和AZC_3176对不同的芳香族硝基化合物和硝基杂环化合物都表现较好的还原活性;BH2236底物谱比较窄，仅对硝基苯、间二硝基苯、CB1954、呋喃西林、TNT、硝基苯甲醛这几种底物有还原活性;而Gox0478、Gox0776对所选的底物都没有活性。对TNT、呋喃西林、CB1954等底物，Gox0834、BH2236和AZC_3176都表现比较高的活性。此外，Gox0834对硝基取代基位置有明显的偏好性，当化合物仅硝基取代基位置不同时，Gox0834对其催化活性表现出间位取代＞对位取代＞邻位取代的关系，但AZC_3176对硝基取代基位置没有明显的偏好性。通过对反应过程中产物的监测，确定Gox0834催化间二硝基苯主要生成间硝基苯胺，但当反应体系中间二硝基苯反应完全后，它也能催化间硝基苯胺生成间苯二胺，但是活性比较低。而AZC_3176、BH2236仅能催化间二硝基苯的一个硝基转化为氨基，生成间硝基苯胺，不能进一步催化间硝基苯胺。 最后，对Gox0834、BH2236和AZC_3176的一些基本酶学性质进行了系统的研究。这三个硝基还原酶天然状态下都是单体。它们都以NADPH为辅酶，需要辅因子，BH2236以FAD为辅因子，AZC_3176和Gox0834均以FMN为辅因子。通过增加酶分子中结合的辅因子的数量可提高酶的活力，以Gox0834为例，当FMN/酶的比例从1∶5提高到1∶1.4时，Gox0834对CB1954的比活力增加了一倍。BH2236、AZC_3176和Gox0834对CB1954具有非常高的活性和亲和力，对应的Km值分别为0.048mM、0.028mM、0.054mM，Km值明显低于文献报道的绝大多数的硝基还原酶。