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无机焦磷酸酶（Inorgainic pyrophosphatase, PPase, EC3.6.1.1）在控制生物体内无机焦磷酸浓度过程中起重要的作用。它催化一分子的焦磷酸脂转化成两分子正磷酸盐离子。这是一个高放能的反应，因此该反应可以偶联到一些不利于生物转化的过程中，推动热力学平衡向生物合成方向进行。在生物体内，NTP/dNTP参与核酸的生物合成会生成副产物焦磷酸盐，体内存在的焦磷酸盐会在焦磷酸酶的催化作用下分解，减少焦磷酸累积可能造成的负面效应。PCR利用嗜热酶模拟体内核酸复制的体外反应，伴随dNTP的参入，焦磷酸的累积会不会影响到DNA聚合酶的扩增效率，外源使用焦磷酸酶是否可以提高PCR扩增的效率？这些问题都有待澄清和分析。本研究通过构建PPase基因的原核表达载体，优化表达条件，纯化得到rPPase，并分析其催化特性。本研究利用嗜热菌基因组DNA成功克隆了无机焦磷酸酶基因，测序后经BLASTN比对属于T. thermophilus PPase的CDS区域。同时成功构建了原核表达载体pET28a-PPase，通过对rPPase在大肠杆菌（E. Coli） BL21Star（DE3）中表达，rPPase目标蛋白大小约为20.3kDa。并利用Talon resin成功纯化得到rPPase的纯酶液，达到理想的纯化效果。最适合的培养条件为：37℃下IPTG浓度0.8mmol/L诱导表达8h。每升培养的菌液可以生产约50mg的目标蛋白。经生化特性分析，其比活力为140U/mg。该酶最适pH值为8.0，最适反应温度为65℃。其动力学参数Km为1.69×10-2mol/L，Vmax为13.16mol-1·L·s-1。通过半定量PCR和实时定量PCR研究发现，添加无机焦磷酸（PPi）的体系中，对不同DNA聚合酶的PCR扩增均呈现抑制作用，但抑制程度不同，在PCR体系中添加rPPase，DNA聚合酶均能恢复其扩增效率。实时定量PCR检测表明，在低浓度模板条件下rPPase对IProof，Pfu，Pfu turbo，S-KT，S-KOD五种DNA聚合酶的扩增效率有明显的增强作用，并能增加PCR产量。因此可以做为这五种DNA聚合酶的增效剂。焦磷酸抑制是降低这五种DNA聚合酶扩增效率的关键因素之一。本研究通过构建重组表达体系，体外研究其催化特性，初步验证其作为PCR增强剂的可行性，为焦磷酸酶在商业化的应用提供了理论依据。同时，也为体外研究生物体内的焦磷酸盐代谢奠定了基础。