Methanobactins是一类由甲烷氧化菌产生的具有结合铜离子能力的天然产物。甲烷氧化菌是一种革兰氏阴性菌,以甲烷作为其碳和能量的来源。由于甲烷氧化菌具有消耗温室气体甲烷的特殊功能,近年来成为了人们研究的热点之一。Methanobactins对多数过渡态金属离子的具有强螯合活性,其中对铜离子的螯合常数可达～1021M-1,比已知的copper chaperon蛋白高几个数量级,使得methanobactins在半导体工业废水中重金属离子处理及生物医学领域均有良好应用前景。目前已从多个甲烷氧化菌中分离得到methanobactins,这些来自不同细菌的methanobactins结构中均存在特殊的含氮杂环结构,晶体结构显示这些含氮杂环以及邻位的硫代酰胺结构是金属离子重要的螯合位点。这些特殊杂环结构的生物合成过程一直是人们关心的重点,但是目前尚无对methanobactins生物合成的相关报道。研究认为,methanobactins有可能是一类翻译后修饰的核糖体肽类的天然产物。本课题在前人所推测的生物合成基因簇的基础上,对各个相关的基因进行异源表达与纯化,并尝试对相关蛋白的功能进行研究。成功地通过将前体肽基因构建到pACYCDuet-1质粒,分别表达出了 mbtin-OB3b和mbtin-SV97T的前体肽。对相关蛋白的表达尝试中,发现几个可能有修饰作用的核心蛋白在现有的表达条件下只有MbnC-SV97T和MbnF-SV97T是可溶的,这对研究methanobactins生物合成基因簇的相关功能带来了困难。在尝试使用纯化得到的His6-MbnC-SV97T以及His6-MbnS-SV97T对MbnA-SV97T和MbnA-OB3b的标准多肽底物进行体外反应,发现无论是单独反应还是共同反应,均未发现对底物的修饰作用。表明MbnC以及MbnF或许不是修饰底物的第一步,相关的酶功能仍需得到进一步的研究。海藻酸裂解酶是一类重要的多糖裂解酶,它能够通过对糖苷键β-消除而降解海藻酸得到海藻酸低聚糖,这对海藻酸的结构分析和海藻科学研究有着重要的作用。海藻酸低聚糖因其具有优良的生物功能,在医疗和生物技术领域正得到越来越广泛的应用,而传统化学方法制备的海藻酸低聚糖生物活性的缺失使得人们不得不依赖于生物降解法。不同聚合度的海藻酸低聚糖的功能也不尽相同,定制海藻酸低聚糖以满足特定用途的需要正在日益扩大,因此运用海藻酸裂解酶工程化定向改造海藻酸也成为了人们所关注的重点。本课题在本实验室朱本伟博士工作的基础上,对一个新的海藻酸裂解酶AlgNJU通过异源重组表达和纯化,对其底物特异性、酶动力学、酶学性质及降解产物进行了系统的研究,表明其具有广泛的底物选择性,在常温下,酸性环境中表现出了极佳酶活性。并且该酶在较宽的温度和pH范围内都保持着良好的酶活性。通过对海藻酸钠、polyM以及polyG降解产物的分析,表明该酶是一个内切酶,产物为聚合度2-5的低聚糖,为制备相关海藻酸低聚糖提供了新的方法。