果聚糖蔗糖酶是一种催化果聚糖合成的生物酶,果聚糖是一种具有重要工业应用价值的多糖产品。实验室前期从豆腐乳中分离鉴定出一株含有果聚糖蔗糖酶基因的枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis ZW019）,该菌株可以胞内产生果聚糖蔗糖酶,但是其易形成包涵体,从而导致分离纯化困难,且果聚糖蔗糖酶的产量较少不能满足日后工业化生产需求。因此,本论文拟通过基因工程技术,实现果聚糖蔗糖酶的胞外分泌表达,建立一步法纯化重组酶,研究其酶学性质,并研究其体外催化产物的结构,从而为工业化批量生产果聚糖提供新可能。将B.subtilis ZW019的果聚糖蔗糖酶基因克隆到PET-28A-Acm A-Z质粒上,经大肠杆菌BL21（Escherichia coli BL21）转化得到的克隆为BS-FF、BSO和BS三个重组表达载体。克隆重组表达载体BS-FF（含有B.subtilis ZW019的分泌信号肽）和BSO（含有E.coli BL21的分泌信号肽）在细胞外分泌重组酶,而克隆BS（不含有分泌信号肽）在细胞内表达重组酶。诱导条件优化实验结果表明,克隆体BS-FF和BSO的最适诱导浓度分别为0.5 m M和1.0 m M,28℃孵育8 h。重组果聚糖蔗糖酶采用GEM颗粒材料（由任意菌株的细胞膜废料肽聚糖制成）一步纯化。胞外分泌效果探究实验的结果表明,克隆重组表达载体BS-FF表达的果聚糖蔗糖酶中的95.25%可分泌到细胞外,而克隆体BSO可将产生的果聚糖蔗糖酶的98.78%分泌到胞外,因此使用BSO分泌的酶作为后续研究的对象。使用上述的纯化体系,来自BS-FF和BSO的重组酶的纯化得率分别是97.70%和84.99%。对重组果聚糖蔗糖酶理化性质进行研究,发现BSO胞外分泌的重组果聚糖蔗糖酶的最适温度为50℃,最适pH为5.6。Km和Vmax分别为33.96 g/L和0.63g/（L·min）;50 m M的金属离子Mg2+、Zn2+、Ni2+和Mn2+能显著抑制酶活性,而Ca2+则能明显提高酶活性。BS胞内重组果聚糖蔗糖酶的最适pH为5.2,最适温度为55℃。50 m M和5 m M的Ca2+、K+和5 m M的Ba2+不同程度地提高了其酶活,而Zn2+、Ni2+等金属离子对酶活性有明显的抑制作用,Cu2+使酶失活。以蔗糖为底物经体外催化生产果聚糖,命名为JY Levan。对产糖条件进行优化,发现在40℃,pH为5.2时其糖产量相对较高,同时50 m M的Ca2+和K+能大大增加果聚糖蔗糖酶的活性,而Cu2+、Fe3+、Zn2+等金属离子对酶活性有明显的抑制作用。在pH为5.2、温度为40℃、蔗糖浓度为10%（w/v）的条件下,用浓度为6.45U/g的重组果聚糖蔗糖酶进行生物合成,2 h后产量达到30.6 g/L,优于同条件下的其他菌株中的果聚糖蔗糖酶催化产糖的量。通过醇沉透析的方法对果聚糖蔗糖酶的催化产物JY Levan进行纯化,并对其结构进行表征。JY Levan的分子量通过高效体积排阻色谱法检测是1.56×10~6Da。经高效液相色谱仪分析,其组成成分主要为果糖和葡萄糖。我们使用扫描电镜和原子力显微镜观察了其微观表面形态,结果表明JY Levan具有高分枝和表面多孔结构。傅里叶变换红外光谱分析和一维核磁共振H、C谱分析结果表明,重组果聚糖蔗糖酶产生的聚合物为β-（2-6）-果聚糖。综上所述,本论文构建了3株重组果聚糖蔗糖酶的工程菌株,建立了一步法纯化重组酶的方法,同时对果聚糖蔗糖酶的性质及产糖条件进行研究,并对其体外催化产物JY Levan进行了结构初步研究。该结果为体外酶法大规模生产果聚糖提供了一种新的可能性,同时为JY Levan应用至食品、医药、化妆品等领域中奠定了良好的基础。