稀有糖是自然界中含量极少的一类单糖及其衍生物,因具有独特的生理生化特性,在食品和制药领域得到广泛的应用。其中D-阿洛酮糖的甜度分别是蔗糖的70%,能量几乎为零,而且安全无毒副作用,此外其所具有的独特生理功能也使之在甜味剂和保健品等领域潜力巨大。然而,稀有糖在自然界存在极少,提取困难,化学方法合成具有诸多不利因素,因此生物转化法合成稀有糖受到了广泛的关注。根据Izumoring策略,D-阿洛酮糖3-差向异构酶（DAE）通过以廉价易得的D-果糖为底物催化生成D-阿洛酮糖,因此这种酶是合成D-阿洛酮糖的关键酶。大部分DAE具有热稳定性、催化活性差、表达量低等缺点,但是来自Sinorhizobium fredii CCBAU 83666的Sf DAE相对具有稳定好,活性高,表达量高的优点。本研究首先对Bacillus subtilis基因组上的果糖激酶基因gmu E及PTS系统果糖特异性转运蛋白元件IIABC和IID的基因fru A和lev G进行敲除,构建了不消耗果糖的底盘菌株ΔWB600。之后在ΔWB600菌株中分析表达Sf DAE,并优化了全细胞催化的反应条件。之后通过筛选高效表达的单启动子,组合优化启动子策略,以及筛选合适的Ta T途径的信号肽,构建Sf DAE的胞外表达体系,获得了重组B.subtilisΔWB600/p MA5-PHpa II-Pamy E-SPPho D-sfdae菌株,增加了Sf DAE的表达量,使其胞外酶活达到63.69±0.78U/m L。之后在摇瓶中优化碳源种类及浓度、磷酸盐浓度、微量金属元素浓度等发酵参数。通过在发酵罐中进行大规模生产,重组菌株胞外酶活达到175.64±4.296U/m L,并用发酵上清液催化高浓度果糖,达到28%以上的转化率,为Sf DAE在工业中生产应用提供理论依据。