磷酸甘露糖异构酶（phosphomannose isomerase,简称PMI）是一种可逆催化生物体内果糖-6-磷酸和甘露糖-6-磷酸之间相互转化的金属酶,在甘露糖代谢及GDP-甘露糖的合成中发挥着巨大的作用。此外,磷酸糖异构酶不仅可以催化磷酸糖之间的可逆催化反应,还可以催化某些单糖之间的催化转化,这对于某些自然界不存在的稀有单糖的合成转化具有重大意义,能够有效促进这些稀有单糖广泛运用于医药、工业等方面。磷酸甘露糖异构酶基因作为一种生物安全标记基因,也被广泛应用于单双子叶植物等转基因植物中,PMI/甘露糖筛选系统因其具有对人体和环境安全以及不影响转化植株的生长发育的优点,在转基因植物中有着极大的应用前景。因此,分离纯化出高纯度高活性的异源表达的磷酸甘露糖异构酶,并对其酶学性质进行初步探索有着重大研究价值。本课题从实验室自筛保存的蜡状芽孢杆菌CZ菌株中提取其全基因组,通过NCBI比对蜡状芽孢杆菌CZ的16S rRNA找到亲缘性较近的苏云金芽孢杆菌的pmi基因核酸序列,以其基因全长为模板来设计引物,扩增出蜡状芽孢杆菌CZ菌株的pmi全长序列,并在大肠杆菌中进行异源表达。将PCR扩增得到的pmi基因与pET-22b（+）表达载体进行连接,转入大肠杆菌BL21（DE3）中,构建重组菌株BL21-pET22b（+）-pmi,并成功表达出重组磷酸甘露糖异构酶。结果显示:克隆得到pmi基因序列全长为948 bp,编码316个氨基酸。通过Ni柱亲和层析法分离纯化得到重组磷酸甘露糖异构酶（PMI）,其蛋白分子大小约为40.8 kDa。经过初步酶学性质研究,结果显示:该重组酶的最适反应温度为35℃,在30⁴0℃下酶活力相对稳定;最适pH为7.0,在弱碱性条件下保存12 h后仍存有60%以上酶活力;不同低浓度的金属离子Ni²⁺、Ca²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺和Mg²⁺均对该酶表现出不同程度的激活作用,其中Mn²⁺对该酶激活作用最显著,当其浓度为1 mmol/L时,激活作用达到最大,而Co²⁺对该重组酶有明显的抑制作用;该重组酶对L-核酮糖的底物特异性表现最高。