本文对Thermotoga maritima ATCC43589极耐热内切葡聚糖酶Cel12B进行了耐热机理与催化机理的探讨以及CBD融合表达研究；对Thermotoga thermarum DSM5069的极耐热木聚糖酶A（B）、β-木糖苷酶、β-甘露糖苷酶和阿拉伯多糖酶进行了基因克隆、表达和酶学表征等的研究。论文取得的主要结果有：（1）对19条12家族的极耐热内切葡聚糖酶的序列进行了比对分析，结果显示Cel12B氨基酸序列中Gly30、Pro63、Pro83、Trp115、Glu131、Met133、Trp135、Trp175、Gly227和Glu229是保守氨基酸。其中Glu131和Glu229为催化活性氨基酸；Gly30、Pro63、Pro83和Gly227与维持蛋白结构的稳定性有关；Trp115、Met133、Trp135和Trp175与底物结合相关。利用反向PCR技术对Cel12B功能氨基酸进行鉴定，结果显示，P63K、P83K和M133W的突变均导致酶活力的损失，证实了Pro63、Pro83和Met133与维持蛋白结构稳定性或与底物结合能力有关。（2）利用PCR技术将极耐热葡聚糖酶Cel12B与T. maritima和T. thermarum的木聚糖酶N端CBD基因融合，获得CBD1、CBD2、CBD3和CBD4共4种融合蛋白。研究结果表明，4种融合蛋白对结晶纤维素都有一定的吸附效果，其中，CBD4吸附性能最好。此外，4种融合蛋白的最适温度和pH值较未融合前都有一定程度的下降，并对金属离子变得更为敏感。底物特异性结果显示，CBD1、CBD2、CBD3和CBD4对结晶纤维素显示出一定的酶活，但对CMC的酶活均有明显的下降。（3）利用PCR方法从极端嗜热菌T. thermarum基因组DNA中克隆了基因xyn10B，共1095个碱基对，编码成熟肽为344个氨基酸，理论分子量为40531Da，并在E. coli中高效表达。Xyn10B木聚糖酶的最适温度和pH值分别为80℃和6.0，当该酶在75℃保温2h后，残存酶活为60%。K_m、k_cat和k_cat/K_m分别为1.8mg mL^-1、519.6s^-1和288.7mLmg^-1s^-1。TLC检测2h降解产物主要为木二糖、木三糖、木四糖、木五糖和木六糖。（4）利用PCR方法从极端嗜热菌T. thermarum基因组DNA中克隆了基因xyn10A，共3474个碱基对，编码1158个氨基酸。根据分析氨基酸序列的同源性、疏水基团和3D结构，该木聚糖酶属于糖苷水解酶10家族，且包含5个碳水化合物结构域。Xyn10A木聚糖酶在E. coli BL21（DE3）成功表达，比酶活高达145.8U/mg。该木聚糖酶的最适温度和pH值分别为95℃和7.0；添加终浓度5mM Ca2+于pH4.0-8.5和55-90℃的条件下，Xyn10A木聚糖酶均表现出良好的稳定性。水解产物经离子色谱分析（Ion ChromatographySystem），主要为木糖、木二糖、木三糖、木四糖、木五糖和木六糖。本研究的Xyn10A是一种极耐热且具有良好热稳定性的木聚糖酶，因此可用于降解木质纤维原料生产低聚木糖等。（5）利用PCR方法从极端嗜热菌T. thermarum基因组DNA中克隆了基因Tth xynB3，共2322个碱基对，编码774个氨基酸并于E. coli BL21（DE3）中表达。NJ和MP系统发育树显示Tth xynB3是糖苷水解酶3家族的一新β-木糖苷酶。该酶的最适温度和pH值分别为95℃和6.0， pH值稳定的范围为5.0-7.5，在85℃的半衰期为2h。以p-nitrophenyl-β-D-xylopyranoside（pNPX）为底物，K_m、V_max和k_cat/K_m分别为0.27mM、223.3U/mg和1,173.4mM^-1s^-1；以p-nitrophenyl-α-L-arabinofuranoside （pNPAF）为底物，K_m、V_max和k_cat/K_m分别为0.21mM、75U/mg和505.9mM^-1s^-1。Tth xynB3β-木糖苷酶对木糖有极强的耐受力，Ki大约为1000mM，木糖浓度小于500mM的条件均能促进酶活力。当木糖浓度大于500mM时，酶活力逐渐降低；当木糖浓度达到1000mM时，酶活力约为初始酶活的50%。Tth xynB3β-木糖苷酶显示出良好的降解性能，在包含5%的底物、0.3U酶的200μL反应体系中，低聚木糖3h水解产物主要为木糖。综上所述，本研究提供了一个新颖的且具有潜在应用价值的β-木糖苷酶，拥有较高的木糖耐受性、高的催化活性和热稳定性等诸多优良酶学性质。（6）利用PCR方法从极端嗜热菌T. thermarum基因组DNA中克隆了基因Tth man5，共1827个碱基对，编码608个氨基酸并于E. coli BL21（DE3）中表达。通过系统发育和氨基酸序列比对分析，Tth Man5是糖苷水解酶5家族的一种新的β-甘露糖苷酶。该酶的最适温度和pH值分别为85℃和5.5，pH值稳定的范围为5.0-8.5，在90℃时的半衰期为2h。以p-nitrophenyl-β-D-mannopyranoside（pNPM）为底物，K_m、V_max和k_cat/K_m分别为4.36±0.5mM、227.27±1.59μmol min^-1mg^-1和441.35±0.04mM^-1s^-1；以1,4-β-D-甘露聚糖为底物，K_m、V_max和k_cat/K_m分别为58.34±1.75mg mL^-1、285.71±10.86μmol min^-1mg^-1和41.47±1.58s^-1mg^-1mL。Tth Man5对甘露糖具有较好的耐受性，Ki为900mM。综上所述，本研究提供了一种具有某些优良性质的β-甘露糖苷酶（较强的甘露糖抵抗和耐高温性能），因而可作为甘露聚糖酶法转化的一种有效工具酶。（7）阿拉伯多糖是一种重要的植物多糖，其降解主要需要内切阿拉伯多糖酶和α-L-阿拉伯糖苷酶。本研究中对T. thermarum的一种新的内切阿拉伯多糖酶进行了定性及应用研究。获得E. coli BL21（DE3）高效表达的重组Tth Abn阿拉伯多糖酶，后经由热处理和Ni柱亲和层析进行纯化。该酶的最适温度和pH值分别为75℃和7.0；在75℃或80℃保温2h，残存酶活大于80%。研究结果表明，此阿拉伯多糖酶在高温下可以有效降解阿拉伯多糖，K_m、V_max和k_cat分别为12.3±0.15mg mL1、588.3±7.1μmol mg1min1和495.4±5.9s^-1。