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L-茶氨酸是一种存在于茶叶中的游离氨基酸，具有降血压、抗肿瘤和保护神经等多种生理功能，在食品与保健品领域有着广泛的应用。γ-谷氨酰基转移酶（γ-glutamyltranspeptidase，GGT，EC2.3.2.2）能够催化谷氨酰胺与乙胺反应生成L-茶氨酸，且反应过程不需要ATP的参与，因此利用GGT来催化合成L-茶氨酸成为了目前研究的热点。本研究首先利用大肠杆菌表达来源于大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的γ-谷氨酰基转移酶，随后将其用于L-茶氨酸的酶法合成并对催化条件进行优化，最后利用阳离子交换层析法分离纯化L-茶氨酸。本文的主要研究内容如下： 首先，构建了含有大肠杆菌和枯草芽孢杆菌GGT基因的重组质粒pET28a-EGGT和pET28a-BGGT。将其转化到E.coli BL21(DE3)中，并对重组菌的培养条件表达条件进行优化，通过亲和层析分别纯化获得重组EGGT和BGGT蛋白，并对其酶学性质进行表征。 其次，分析了GGT催化L-茶氨酸合成反应中的副产物，明确了反应中存在着以下三种副反应:(a)L-谷氨酰胺不可逆的降解为L-焦谷氨酸;(b) GGT催化L-谷氨酰胺的自转肽反应生成γ-谷氨酰基-谷氨酰胺(γ-glu-gln);(c) L-茶氨酸的自转肽反应生成γ-谷氨酰基-茶氨酸。优化了大肠杆菌来源的GGT催化L-茶氨酸合成的反应条件，得到最优的反应条件为:在10 mLNa2CO3-NaHCO3缓冲液(100mM，pH10.0)中，添加300mM L-谷氨酰胺和1.8M乙胺盐酸盐，加入重组菌菌体15mg/mL，在30℃下反应12h，L-茶氨酸的最高合成量可达28.2g/L，L-茶氨酸对L-谷氨酰胺的转化率为55.20％。 再次，优化了B.subtilis来源的GGT催化L-茶氨酸合成的反应条件:以300mM谷氨酰胺和3M乙胺盐酸盐为底物，以100 mM Na2CO3-NaHCO3为缓冲液(pH10.5)，加入湿菌体30mg/mL，于30℃下反应6h，L-茶氨酸的产量为34.65g/L，L-茶氨酸对L-谷氨酰胺的转化率为64.88％。为提高L-茶氨酸产量，考察了不同分批补料方式对L-茶氨酸合成的影响。选择以100mML-谷氨酰胺为初始浓度，当L-谷氨酰胺不足20 mM时，补加100 mM L-谷氨酰胺的方式，经过四次补加，L-茶氨酸可达63.20g/L。 最后，利用离子交换树脂纯化L-茶氨酸，选择HZ016阳离子树脂为交换介质，建立了从酶促反应液中纯化L-茶氨酸的方法，L-茶氨酸的纯度为94.6％，L-茶氨酸的总回收率达到40.4％。