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低等白蚁肠道是一种天然的生物反应器,能破坏木质纤维素生物质结构抗性屏障,降解并利用其中多糖组分。低等白蚁前中肠主要对木质纤维素生物质进行预处理解除其木质素结构抗性屏障,从而使白蚁后肠共生微生物群落通过分泌多种酶对暴露出来的多糖组分进行降解利用。其中内切葡聚糖酶（Endoglucanase,EG）传统上被认为是纤维素水解的主要酶之一。前人的研究发现EG主要都存在于白蚁后肠中,且主要是由白蚁共生微生物产生。作者注意到主要进行木质素结构屏障去除过程的前中肠部位中也存在大量由白蚁宿主内源表达的EG。为进一步探索白蚁内源性EG是否在去除木质纤维素的抗性屏障过程中也发挥了一定的作用,本文以Reticulitermes flavipes内源性RfEG为研究对象,首先探索了Rhodococcus opacus PD630作为新型异源表达体系对该EG的分泌表达效果,并将该系统所异源表达获得的重组EG蛋白与传统蛋白表达体系大肠杆菌Escherichia coli和酵母Pichia pastoris所获得的重组蛋白就其酶学性质进行了比较研究,并在此基础上,进一步探索了RfEG与Fenton反应在去除木质纤维素结构抗性屏障预处理过程中的相互作用关系。本论文主要研究结果如下:1.从公共数据库获得了R.flavipes肠道转录组数据,并对其进行了功能注释分析,证明了其较强的木质纤维素降解能力。从R.flavipes获得了其内源性的RfEG基因序列,通过生物信息学手段对RfEG蛋白结构进行了分析,结果RfEG属于糖苷水解酶家族9,具有纤维素酶典型的裂隙型催化活性中心,相较于经典内切葡聚糖酶结构,多出了2个β-折叠和8个短的α-螺旋。而进一步的系统发育学分析也表明RfEG与其它白蚁内源性EG结构都相当保守,但是与其它高效纤维素水解效率的微生物源EG在进化关系中相距较远。2.构建了以R.opacus PD630为宿主的RfEG异源分泌表达系统,筛选获得了能够高效介导RfEG分泌的信号肽OPAG＿Pro,从而获得了有生物活性的胞外重组RfEG＿Ro蛋白,并对其最佳产蛋白的培养基氮源浓度进行了优化。同时利用传统蛋白表达系统E.coli BL21（DE3）和P.pastoris X-33就RfEG进行了异源表达分别获得重组蛋白RfEG＿Ec和RfEG＿Pp,其中RfEG＿Ec完全没有活性。进一步就红球菌PD630和酵母X-33所表达的RfEG进行酶学性质比较研究,结果发现,两个不同表达系统中所分泌的蛋白,其对底物的比活、热稳定性、酶的最适温度和最适p H等方面都具有显著的差异。RfEG＿Ro和RfEG＿Pp以CMC-Na为底物时比活分别为138.9U/g和63.8 U/g;RfEG＿Ro热稳定性比RfEG＿Pp显著要高,50℃保温2 h后仍能保持其48.97%的相对酶活;RfEG＿Ro的最适p H在5.0左右,而RfEG＿Pp的最适p H在4.0左右,但RfEG＿Ro在白蚁前肠p H 6.0左右条件下的比活力为93.58 U/g高于RfEG＿Pp的53.38 U/g。这些结果表明,R.opacus PD630更适合RfEG的异源分泌型表达。3.RfEG与低H2O2浓度Fenton反应在解除木质纤维素结构抗性屏障过程中可能存在协同作用,从而提高木质纤维素的预处理效果。实验结果表明,球磨后的杨木经过RfEG与50μM H2O2浓度的Fenton反应共同预处理,商用混合纤维素酶对其中纤维素降解后产糖显著提高了16.54%。环境扫描电镜结果显示协同处理组杨木粉末表面破坏程度更高。Py-GC/MS分析进一步表明RfEG和Fenton反应协同处理球磨杨木能够显著降低其中的木质素含量。综上所述,本文首次采用非模式蛋白表达宿主R.opacus PD630对白蚁内源性RfEG进行了异源分泌表达,并证明了其所获得蛋白在酶学性质上比传统酵母系统具有更高的优越性,为动物内源性蛋白的异源表达体系选择提供了新的思路。通过RfEG与Fenton反应对球磨杨木的共同处理研究,进一步揭示了RfEG在传统认为的纤维素水解功能外,在去除木质素结构屏障方面也发挥了重要的作用,为解析自然界中木质纤维素的降解机制研究提供了新的理论依据,也为木质纤维素的高效生物炼制过程的设计提供了新的思路。