L-瓜氨酸(L-citrulline)是人体尿素循环中的一种重要代谢产物，能够吸收并清除有害的自由基从而起到抗氧化的作用。瓜氨酸是由精氨酸脱亚胺酶(ArgininedeiminaseADIEC3.5.3.6)催化产生的。目前，生产L-瓜氨酸的方法主要有:发酵法，化学法，提取法和酶法。发酵法生产的缺点是L-瓜氨酸产率低。化学法生产的产品中含有L-瓜氨酸的旋光对映体D-瓜氨酸。提取法的生产工艺相对困难，产品很难纯化，因此成本比较高。酶法优点是生产条件温和，产品中无D型旋光对映体产生。酶法生产L-瓜氨酸是一种效率高，成本低的生产方法，将在瓜氨酸生产中起到重要作用。ADI将在未来瓜氨酸的生产中扮演重要的角色。　　本课题通过筛选得到一株产ADI的菌株，对该菌进行16SrRNA基因的序列分析，鉴定该菌属于Aeromonassp.。从中克隆精氨酸脱亚胺酶ADI的基因arc。该基因的全长有1221bp，起始密码子为ATG，终止子为TAA，GC含量为61.43％。ADI的基因arc编码406个氨基酸，ADI的分子量大小约为45.46kDa，等电点pI为6.17。通过SignalP4.1Server预测可知，该氨基酸的序列中没有信号肽。通过BLAST比对氨基酸序列分析发现，Aeromonassp.的ADI与已报道的Pseudomonasplecoglossicida的ADI相似性最高，为46％。因此，本研究从Aeromonassp.中克隆到了较为新颖的ADI基因。将arc克隆到表达载体pGEX-6P-1上，构建重组质粒pGEX-6P-arc，并在大肠杆菌BL21(DE3)中进行表达。通过IPTG的诱导，测定重组菌粗酶液的转化率，大小为30％。经纯化后得到纯酶ADI。对纯酶的酶学性质进行研究后发现，该酶的最适温度为55℃，最适pH为6.0，Km为0.66mmol/mL，最大反应速率Vmax为4.37μmol·mL-1·min-1，kcat为1.15s-1，kcat/Km为1.74mL/s·mmol。根据对相应的参考文献和精氨酸脱亚胺酶基因序列的综合分析，对精氨酸脱亚胺酶ADI的两个关键氨基酸残基M128，D404进行定点突变，获得ADI的突变株M128T，D404R。将突变株质粒转入大肠杆菌BL21(DE3)中进行重组表达与纯化，并对纯化获得的突变体蛋白进行酶学性质研究。结果表明，突变体M128T与野生型相比，最适pH由6.0升至6.5，接近生理pH。但是M128T，D404R的Km值，kcat值均有所下降，活性较野生型有所降低。根据实验结果分析推测，128和404位点可能位于ADI的催化中心或者附近，很可能是该催化中心的保守位点，间接说明了这两个位点在ADI的催化中起着十分重要的作用。具体机制还需要进一步结合晶体结构分析来解释。