α-淀粉酶（1,4-α-D-glucan glucanohydrolases,EC.3.2.1.1,）以随机作用方式切断淀粉、糖原、寡聚或多聚糖分子内的α-1,4葡萄糖苷键,产生麦芽糖、低聚糖和葡萄糖等,是广泛应用于葡萄糖生产、啤酒酿造、酒精工业、发酵以及纺织等许多行业中的一种重要工业用酶。DNA-shufling技术是近年来进行酶的定向进化研究中最广泛使用的方法之一,通过对基因DNA改组后得到的突变体进行筛选,能在较短时间内优化酶的催化能力、底物特异性、酶的稳定性等特性,对其突变体的研究也有利于揭示蛋白质结构与功能关系。 本研究通过对野油菜黄单胞菌α-淀粉酶基因进行两轮单基因的改组,筛选到了两株酶活力提高（分别为出发基因的2倍、3倍）的突变株。将突变基因与野生型基因进行DNA序列分析和三维结构比较,推测突变体p116信号肽中突变氨基酸残基E14H（Gln→His）突变导致信号肽疏水性略有增加。而突变体p103发生两个氨基酸改变,即S275F（Ser→Phe）和A289S（Ala→Ser）。这2个氨基酸位点都处于酶的活性中心,紧邻催化氨基酸D293,其S275F突变是疏水性突变;A289S突变是Ser取代了不能形成氢键的Ala,增加了酶与底物形成氢键的能力,促进了酶的催化作用。 在对Xcc8004与枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）1.108野生型α-淀粉酶基因的多基因DNA改组时,由于亲本基因间的低同源性,我们未能得到嵌合的基因,而仅得到Xcc8004 α-淀粉酶基因。从中筛选到一株酶活力为出发基因酶活力7.7倍的高酶活突变体p286,其唯一的一个氨基酸改变,即E77K（Glu→Lys）,处在酶活性中心的TIM桶的底部。该突变引起酶结构发生了微小的变化,在右边的环区增加了1个α-螺旋,新增的α-螺旋引起酶稳定性的增加,而酶活性的增加则可能是E77K突变增加了活性中心的氢键作用而引起的。 此外,通过对野生型α-淀粉酶进行三维结构预测及将其与三维结构已知的α-淀粉酶进行比较,该α-淀粉酶同样具有（β/α）8的桶状结构,符合大多数α/β桶酶的活性中心的定位;我们推测酶活性中心处的催化氨基酸为:D194、E221和D293（除p116外,其余氨基酸编号均为去掉信号肽35个氨基酸后的编号）。 尽管由于试验材料本身的缺陷,本研究未得到由两亲本基因嵌合而成的嵌合体突变基因,但本研究最后提出了的进一步研究的设想,为实现低同源性双基因的有效DNA改组,进而得到高度多样性的嵌合体突变文库提供了新的思路。