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纤维素酶在生物质转化为生物能源的过程中具有关键性作用，其中对不溶性生物质的生物降解是生物转化过程中的瓶颈，关于纤维素酶对不溶性底物的降解机理的研究显得尤为重要。来源于嗜热菌的酶类具有极好的高温反应活性和稳定性，嗜热细菌Caldicellulosiruptor bescii中含有丰富的纤维素酶系，可以利用高木质素的草料和硬木作为唯一的碳源进行有效生长，对该菌中纤维素酶的表征及结构-功能关系分析具有重要的科研意义及潜在的应用价值。本论文对内切纤维素酶及相关纤维素结合结构域的功能进行了系统研究。C. bescii中推测的纤维素酶基因（Athe1867）编码5个模块化结构域，依次为第9家族纤维素内切酶（CbCel9A），三个纤维素结合结构域（CBM3c-CBM3b-CBM3b）和第48家族纤维素外切酶（CbCBH48A）。本论文针对该基因展开工作并获得如下结果：（1）杂合酶的克隆、表达以及纯化。以该菌基因组为模板，通过PCR方法得到CbCel9A及其C端串联有不同数量CBM的杂合酶（CbCel9ACBM, CbCel9A2CBM and CbCel9A3CBM），以pET-21b为表达载体，以E. coli BL21-CodonPlus （DE3）-RIL为宿主菌对目的基因进行表达，经过热处理和镍柱纯化得到目的蛋白。（2）含有CBM的杂合酶具有高温反应活性，最适温度为95-100oC，在85oC下孵育50min仍可保持50%以上的残余活性；而CbCel9A在高温下反应活性较低，最适温度为45-50oC，在60oC下孵育20min后残余活性仅剩20%；（3）杂合酶的最适底物为羧甲基纤维素钠（CMC），为典型的内切纤维素酶特性；随着重组CBM数量的增加，杂合酶对不溶性纤维素Avicel的活力逐渐提高；（4）含有CBM的杂合酶对Avicel以及Filter paper具有吸附性及渐进性。随着CBM数量的增加，杂合酶对底物的吸附性和渐进性增强；（5）杂合酶对再生不定型纤维素（RAC）水解的产物主要为葡萄糖、纤维二糖和纤维三糖，CbCel9A水解三糖的速率低于其它杂合酶；（6）杂合酶与外切纤维素酶CbCBH48A、内切纤维素酶FnCel5A之间存在正协同性。综合以上结果得出，与CbCel9A紧邻的CBM3c结构域起到了稳定CbCel9A结构域结构与功能的作用，使之最适温度、热稳定性以及催化活力得到提高；与CbCel9A串联的三个CBM3结构域有利于该酶对不溶性底物的吸附及水解；杂合酶与CbCBH48A等酶协同作用可以对滤纸进行有效的水解。以上研究结果对该嗜热内切纤维素酶及相关的CBM结构域的功能进行了揭示，为进一步研究与应用提供了依据。