自然界中各种植物或微生物在人类生存发展中占据重要地位,其体内可以合成具有生物活性的各种物质。本论文主要针对获取2个生物活性物质的酶开展结构与功能研究,分别是海洋细菌中的岩藻聚糖裂解酶（sulfated fuco-glucuronomannan,FdlA）和拟南芥生育酚环化酶（tocopherol cyclase,VTE1）。本论文第一部分是对FdlA的结构与功能研究。岩藻聚糖（fucoidan）是一种来自褐藻的多阴离子的硫酸化岩藻多糖,具有多种生物活性,可以被fucoidan降解酶裂解,产生更适用于药理用途的低分子量fucoidan。目前大多数报道的fucoidan降解酶是糖苷水解酶,它们的结构和催化机制已得到很好的研究。然而,由于缺乏fucoidan裂解酶的结构信息等原因,目前对其催化机制知之甚少。FdlA是来自海洋细菌Flavobacterium sp.SA-0082胞外分泌的一种新型多糖裂解酶,不同于广泛报道的fucoidan水解酶,它是以裂解的方式切割来自Kjellmaniella crassifolia的fucoidan,产生三种带有不饱和双键的三糖分子。由于FdlA全长表达形成包涵体,经过序列分析我们构建了 FdlA的N端催化结构域（25～471 aa）,即FdlA-NTD。生化实验表明FdlA-NTD最适反应条件与全长基本一致,同时我们解析了 FdlA-NTD的九种晶体结构（包括野生型和突变体）并进行酶活测定,亲和力测定等工作。结构显示FdlA-NTD采取右手平行β-螺旋折叠方式,在其空腔内部存在一组不常见的半胱氨酸阶梯,并且具有由长沟和独特的碱性口袋组成的底物结合位点。由于没有获得与底物结合的复合物结构,于是通过分子对接获得了 FdlA-NTD与不同寡糖结合的模型,同时对失活突变体结构进行分析。基于上述结果,提出了 FdlA-NTD可能的催化机制,即利用带正电的残基中和多糖+1位点的C-5羧基,而Lys141和Tyr242分别作为催化碱和催化酸发挥作用。FdlA-NTD利用不同于其他β-螺旋多糖裂解酶的催化残基,而且彼此之间的序列同源性低,说明FdlA-NTD很可能代表一个新的多糖裂解酶家族。本研究为深入理解fucoidan裂解酶高效降解fucoidan提供了分子基础。本论文第二部分是对VTE1的结构与功能研究。VTE1是植物体内维生素E合成的关键酶,催化不同的植基对苯二酚中间物分别形成芳香环,最终合成对应的生育酚。实验发现高咪唑浓度下VTE1以单体形式存在,而无咪唑会使VTE1形成状态均一的寡聚体蛋白,最终通过冷冻电镜手段获得了整体分辨率为3.9埃的十二聚体结构。结构显示每个VTE1蛋白由2个β-桶组成,且在2个β-桶交界处结合一分子产物（γ-生育酚）。通过对复合物结构以及分子对接结果分析,获取了可能的催化反应信息。本研究为提高植物体内维生素E含量提供了理论支持,加深了对生育酚环化酶结构与功能的认识。