南极由于极其特殊的地理位置,以酷寒、强紫外线、寡营养、高盐等自然环境,为南极极地微生物中适冷酶资源发掘提供条件。这些酶在低温下具有高催化效率,从而在食品工业和低温下的生物催化方向上有一定的商业价值。冷适应酶结构与功能特性的研究已引起国内外分子生物学领域的持续关注。核糖核酸酶R（Ribonuclease R,RNase R）参与生物体RNA代谢过程,在科研和医疗上应用广泛,且其缺失会导致微生物对寒冷环境敏感。因此,本文以南极海冰细菌为研究对象,对其含有的rnr基因进行克隆及特异性表达,对重组RNase R（r Ps RNR）的酶学性质、以及rnr基因定点突变和缺失突变进行研究,以期丰富RNase R南极基因信息,为其进一步研究提供科学依据。在这项研究中,我们以南极海冰细菌Psychrobacter sp.ANT206为实验材料,克隆出了一种新的RNase R基因,命名为psrnr。利用在线网站对psrnr基因进行生物信息学分析,结果表明它具有一个2313 bp的开放阅读框,Ps RNR蛋白分子量为87.42 k Da。经多重序列比对后,发现Ps RNR的催化位点（Thr 646、Phe 654、Leu 665和His 667）高度保守。用同源性建模比较Ps RNR与中温同系物的结构模型,发现Ps RNR的静电相互作用（氢键和盐桥）以及疏水相互作用减少,这会增强Ps RNR构象柔韧性,是其能在低温下保持高催化效率的原因。将p ET-28a（+）用作表达载体以连接psrnr基因扩增子。随后,将重组载体导入到感受态大肠杆菌BL21中,筛选出重组菌株。设计引物进行定点突变,利用Ni-NTA柱将r Ps RNR与突变蛋白纯化,结果显示r Ps RNR比活性为115.60μmol/min/mg,纯化倍数约为5.58倍。定点突变结果显示,活性位点His 667对于酶催化起至关重要的作用。然后,以酵母RNA为底物对r Ps RNR酶学性质进行表征。酶学特性研究表明:r Ps RNR在30°C时显示最大活性,即使在0-10°C时仍保留其初始活性的22.0-38.0%,并具有热不稳定性,这表明r Ps RNR是一种适冷酶;最适p H为6.0并具有有出色的耐盐性。此外,r Ps RNR具有较高的kcat值,并且△H的值随着温度的升高而下降,这些特征会削弱反应速率的指数温度依赖性,有助于其在低温下进行催化。此外,还通过两步接合转移成功构建了rnr基因缺失突变株△Ps RNR-ANT206。测定了突变株的遗传稳定性以及在不同温度条件下的存活率。我们发现缺失突变株显示良好的遗传稳定性。此外,将达到对数期的菌株转移到4°C和0°C下培养时,与野生菌株相比,突变株表现对寒冷更加敏感,说明rnr基因对低温下菌株的生长十分重要。总体而言,在这项研究中,对冷适应的RNase R进行分子和酶学表征,探究了在寒冷环境下rnr基因在微生物生长过程中的重要性,这将为RNase R结构与功能特性的进一步研究奠定基础。