基质金属蛋白酶（Matrix metalloproteinases, MMPs）是能够降解细胞外基质（Extracellular matrix, ECM）的最重要的金属离子依赖性蛋白酶。MMPs参与许多生理、病理过程，广泛存在于动、植物和微生物体内。研究发现，MMPs参与鱼死后肌肉软化过程中细胞外基质的降解，而胶原酶和明胶酶在此过程中起到关键作用。作为一种重要的蛋白酶，基质金属蛋白酶-2（MMP-2）参与动物胶原蛋白的新陈代谢，但其在水产动物中的存在情况少有报道。本文以淡水鲤鱼为研究对象，克隆得到MMP-2基因序列并利用原核表达系统实现MMP-2催化结构域的体外表达并对重组MMP-2的酶学性质进行深入分析。本研究首先利用RT-PCR和RACE技术从鲤鱼肌肉中克隆得到MMP-2的cDNA全长共2789bp，开放阅读框共1971bp，编码657个氨基酸残基。鲤鱼MMP-2含有四个保守的结构域，包括N端含29个氨基酸残基的信号肽、前肽结构域、含有三个重复Ⅱ型纤连蛋白结构域的催化结构域以及C端的类血红素结构域。利用空间预测软件Swiss-model，对鲤鱼MMP-2进行同源建模，预测其三级结构。MMP-2三级结构为单体形式并有明显的催化区、纤连蛋白结合区和类血红素结合区等结构域。其次，根据MMP-2的结构特点，在大肠杆菌中表达由351个氨基酸残基组成的MMP-2催化结构域。SDS-PAGE表达分析鉴定，重组MMP-2分子量约为38kDa，且以包涵体的形式表达。利用His标签亲和层析技术，在变性条件下进一步纯化重组MMP-2蛋白。通过透析复性后，利用明胶酶谱检测，结果显示重组MMP-2具有较强分解明胶的活性。进一步研究表明，重组MMP-2在pH6.0-9.0范围内都表现出不同程度的降解I型胶原蛋白的活性，但在pH8.0时活性最高。重组MMP-2在20°C-30°C下有较弱的活性，在35°C-45°C温度范围内活性较高，40°C时活性最高。金属蛋白酶抑制剂EDTA、EGTA和1,10-phenanthroline对该酶有较强的抑制作用，而其他类型的蛋白酶抑制剂如丝氨酸蛋白酶抑制剂benzamidine、 PMSF、leupeptin，半胱氨酸蛋白酶抑制剂E-64，天冬氨酸蛋白酶抑制剂pepstatinA对重组MMP-2活性无明显的抑制作用。Ca2+能够显著增强重组MMP-2的活性，表明该酶为Ca2+依赖型金属蛋白酶。重组MMP-2不仅在37°C，甚至在4°C都可以有效降解鲤鱼肌肉Ⅰ型胶原蛋白，证实了MMP-2参与鱼体死后的肌肉软化功能。然而，重组MMP-2对鲤鱼肌原纤维蛋白没有降解作用，推断在生理条件下MMP-2不以肌原纤维蛋白为底物，是特异性降解胶原蛋白的明胶酶。另外，本研究还对MMP-2催化结构域中Ⅱ型纤连蛋白结构域在催化反应中的作用做了相关研究。结果表明，单独重组表达Ⅱ型纤连蛋白构域和催化结构域Ⅱ型纤连蛋白构域缺失时，表达蛋白均没有分解明胶的能力。因此，Ⅱ型纤连蛋白构域在MMP-2催化过程中是必不可缺的。本研究为MMP-2在鱼类肌肉中的生理学功能的进一步研究提供理论依据，为今后筛选MMP-2内源性抑制剂提供了帮助。