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β-半乳糖苷酶通常被称为乳糖酶,它广泛存在于植物、细菌、真菌、放线菌以及动物肠道中。该酶能将乳糖水解为半乳糖和葡萄糖,并具有半乳糖苷的转移作用,主要用来治疗乳糖不耐受症,处理加工牛乳、乳清,生产低乳糖牛奶和乳制品。乳糖酶的研究具有重要的实践价值和理论意义。本论文的目的是从特殊环境分离产乳糖酶的菌株,克隆得到具有特殊性质的乳糖酶基因,为进一步的工业化生产提供材料。本研究从来源于火焰山的土壤中筛选获得一株产乳糖酶的菌株Dm,通过对菌株生理生化特性的研究及16SrDNA的分子鉴定,初步认为该菌株属于纤维单胞菌属(Cellulomonas sp.)。利用PCR(简并PCR,热不对称交错PCR(TAIL-PCR)和反向PCR)的方法,克隆得到乳糖酶基因,命名为galc。galc全长2076bp,(G+C)%含量72.9%,编码692个氨基酸,无信号肽序列。经过序列分析和结构预测,推测galc为属于糖基水解酶第42家族的乳糖酶基因,编码的蛋白GALC含有三个结构域。通过序列比对分析,galc与已报道的乳糖酶的序列相似性都在为40～60%之间,其中与来源于Arthrobacter sp. FB24相似性最高,为59%。可以初步确定galc为新的乳糖酶基因。本研究为首次在Cellulomonas sp.中克隆获得乳糖酶基因。将galc分别在大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)和Pichia pastoris GS115中进行了表达,并对原核表达的乳糖酶进行纯化和酶学性质分析。成熟蛋白的分子量为76kD,最适pH为6.4,最适温度47℃,比活为188.30 u/mg,动力学分析表明其Km为19.33mmol/L,Vmax为416.67nmol/min。