L-天冬氨酸α-脱羧酶（L-aspartate-α-decarboxylase, PanD）催化L-天冬氨酸生成β-丙氨酸，是泛酸生物合成途径中重要的调控酶。β-丙氨酸是自然界中唯一存在的β型氨基酸，它是一种非蛋白氨基酸，只存在于一些细菌、真菌和植物中，哺乳动物和人体中不存在，近年来，β-丙氨酸及其衍生物的研究日渐活跃，在环境、食品、化工、医药等领域的作用日渐突出。谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）来源的PanD不依赖PanM蛋白，可以在体内快速完成自裂解过程，在酶法生产β-丙氨酸方面具有更好的应用前景。本文实现了C. glutamicum来源的PanD酶的高水平表达，系统研究了重组酶的酶学性质，并初步探讨了4个氨基酸残基位点对自裂解和催化活性的作用机制,为L-天冬氨酸α-脱羧酶的进一步理论研究和工业应用提供了支撑。主要研究结果包括：本文从C. glutamicum ST01菌株中克隆得到panD基因，将该基因连接到pET24a载体上（PanD酶C端融合His-Tag），并在Escherichia coli BL21(DE3)中成功表达出具有自身加工功能的PanD重组酶。利用His-Trap柱纯化，获得了纯度90%以上的目的蛋白。重组酶的比酶活可达2.60U/mg (156mmol/g·h)。酶学性质研究表明，其最适温度为55°C，最适pH为7.0。80°C下，PanD的半衰期约为40min。在37°C，pH7.5条件下，Km值为4.26mmol/L，Vmax为35.97nmol/min，kcat为1.02/s，催化效率kcat/Km为0.24/s·mM。将PanD蛋白的氨基酸序列进行同源建模，发现PanD与其他菌株来源的蛋白成员一样，包含9个β-折叠和2个α-螺旋，其中6个β折叠链位于结构的核心位置，形成双β折叠桶结构。结合模拟结构，对可能影响自裂解和活性中心的氨基酸残基Arg3、Lys9、Arg54、Tyr58进行定点突变。结果表明，只有将Arg3突变成带正电荷氨基酸才能够进行自裂解过程，突变体催化活性也无显著影响，既Arg3严格调控Gly24-Ser25之间酰胺键的断裂；Lys9、Arg54、Tyr58三个氨基酸位点的突变体尚可部分完成自裂解过程，而催化活性都显著降低，既这三个氨基酸位点对自裂解的影响微弱，但严格调控丙酮酰基的催化，这与它们在PanD蛋白结构中的重要作用相关。