微生物谷氨酰胺转胺酶(MicrobialTransglutaminase，简称MTG，EC2.3.2.13)能催化多种蛋白质分子间、分子内的酰基转移反应，改善各种蛋白质的功能性质，在食品、化妆品、制药等工业领域具有广阔的应用前景。 为鉴定来源于吸水链霉菌的谷氨酰胺转胺酶基因；研究其在大肠杆菌系统的表达；分析该酶与其同源酶的活性中心氨基酸序列及其三维结构，本论文主要研究内容如下： 1.提取吸水链霉菌(Streptomyceshygroscopicus；CCTCCM203062)的总DNA，利用纯化得到的天然谷氨酰胺转胺酶酶原(pro—MTGase)，测定N—端前十个氨基酸序列，以及根据NCBI数据库不同微生物来源的MTGase基因保守序列设计引物，完整的克隆得到Streptomyceshygroscopicus来源的pro—MTGase基因序列。本研究是对吸水链霉菌来源的TGase基因的首次报道。 2.对目的基因进行测序，确定吸水链霉菌pro—MTGase基因共1170bp，编码389个氨基酸，其碱基序列与其它链霉菌来源的同源性较高，与Streptomycescaniferus，Streptomycesplatensis，Streptomycespaucisporogenes等同源性高达92％。氨基酸序列1—58位为pro—region；59-389位共331个氨基酸为成熟酶编码区；第122位氨基酸Cys为活性中心位点，成熟酶分子中催化三联体为‘Cys64—His274—Asp255,与其它链霉菌来源的同源酶一致。 3.利用pET-20b(+)载体系统构建了多种表达载体，通过宿主菌BL21(DE3)进行诱导表达始终形成包涵体，而利用宿主菌Rosetta(DE3)pLysS获得了少量的胞外可溶性表达。通过培养及诱导条件的研究，确定37℃培养至OD600=1.5，添加IPTG终浓度0.4mmol/L，降温到24℃诱导24h，得到发酵上清液最高酶活0.35U/mL。SDS-PAGE显示，胞外表达重组蛋白的分子量约为44kDa，与吸水链霉菌表达的天然酶原大小相符。这也是在国内首次利用大肠杆菌系统实现了MTGase的可溶性胞外表达。 4.对吸水链霉菌的MTGase基因利用生物信息学手段进行序列分析、二级结构预测及三维结构建模，发现其二级结构由许多α螺旋、转角和少量β折叠构成；活性中心位点氨基酸残基Cys在转角的一个疏水区内，以便保持稳定；对催化三联体的催化机理进行初步研究；同源建模预测的三维结构基本能真实的反映MTGase空间构象，为进一步探究MTGase结构和功能的关系、蛋白分子定向改造、化学修饰以及工业化的研究提供理论依据。