精噁唑禾草灵（FE）是一种芳氧苯氧丙酸类除草剂,其微生物代谢途径的首步反应为酯键断裂,生成精噁唑禾草灵酸（FA）和乙醇。有关FE水解酶的报道较少,其代谢机制有待阐明。实验室前期从FE高效降解菌Rhodococcussp.T1和Acinetobacter sp.DL-2中分离鉴定得到FE水解酯酶Feh和AfeH,两者的序列相似性为10%,且具有较大的催化特性差异。本论文选取Feh和AFeH为研究对象,通过结构生物学方法解释其结构和功能的关系,为酯酶的改造及应用提供指导。Feh具有第Ⅷ家族羧酸酯酶的特征基序S-X-X-K,以催化三联体Ser68-Lys71-Tyr157的形式发挥水解功能。通过滤纸圆盘扩散法定性实验,确定Feh具有β-内酰胺酶活性,能够水解头孢噻吩、头孢噻肟和头孢吡肟,展现出与第VⅧ家族羧酸酯酶中具有β-内酰胺酶活性的家族成员不同的底物谱。通过蛋白质结晶,获得了分辨率为2.4 ?的Feh晶体结构,由占有较大体积的α/β结构域和体积较小的α螺旋结构域组成。Feh呈现狭长的底物结合口袋,底物的分子对接结果表明Ser68和Tyr157与酰胺环的羟基形成氢键,Trp335和Phe332与噻吩环之间形成π-π共轭而稳定底物。定点突变结果显示F232A、W335A和ΔPGL突变体的酯酶活性分别降低了25%、40%和94%,圆二色谱分析表明ΔPGL的二级结构发生改变,表明β7-α16之间的loop环是维持Feh结构稳定和酶活所必需的。此外F232A和W335A的头孢菌素水解活性降低,但W335A获得了对青霉素的水解活性,表明Trp335的π-π共轭和空间位阻效应在Feh催化反应的底物选择性发挥重要作用。AfeH归属于酯酶的第Ⅳ家族（HSL家族）,通过蛋白质结晶,获得分辨率为1.9 A的AfeH晶体结构,其三维结构包含N端的CAP结构域和C端的催化结构域。催化结构域为典型的α/β水解酶折叠结构,由Ser159（亲核试剂）、Asp253（电荷中继网络）和His283（质子载体）组成的催化三联体位于C末端区域的β折叠的顶部。AfeH与其他家族成员结构的显著差异为CAP结构域,该结构域决定了底物的进入及结合口袋。AfeH的底物结合口袋呈现较长的空腔且底物进入通道无氨基酸的空间位阻,因此决定了其水解羧酸链长度为C2-C14的对硝基苯酯类底物的催化特性。