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人工蛋白质支架系统是实现多酶共域化的前沿技术。它能够利用蛋白质反应对组装出高效稳定的多酶分子机器,获得优于游离酶体系的性能。为实现酶分子的有序自组装,目前常见的人工蛋白质支架系统多利用来源于天然纤维小体中具有物种特异性和超高亲和力(Kd=10-9～10-12)特点的Cohesin-Dockerin构建而成。然而,Cohesin-Dockerin蛋白质反应对种类有限且难以与嗜热酶体系兼容,在一定程度上限制了该系统的应用。因此,需要挖掘新的正交蛋白质反应对,构建应用范围更广的人工蛋白质支架系统。Escherichia coli来源的大肠杆菌素DNA酶家族（CE2、CE7、CE8和CE9）是一类结构高度相似的非专一性核酸内切酶。它们与各自对应抑制物（Im2、Im7、Im8和Im9）的结合具备高亲和力(Kd=10-14～10-17)和高特异性等特点。CE7 DNA酶结构域失活的截短突变体CL7,令四组CE-Im具有成为新型正交蛋白质反应对的可能。本研究构建了以抑制物Im为支架蛋白骨架的蛋白质支架系统并将其成功应用于热稳定人工纤维小体中。具体研究内容如下:（1）构建了CE核酸酶失活的截短突变体（CL2、CL7、CL8和CL9）及其对应的抑制物（Im2、Im7、Im8和Im9）,并通过大肠杆菌表达系统高效表达。（2）验证了四组同源配对CL-Im蛋白质良好的特异性和高温耐受性。（3）构建了以Im蛋白质为骨架的支架蛋白,并通过荧光蛋白标记成功验证了四价支架蛋白（Scaf-Im2789）的功能完整性。（4）Scaf-Im2789在人工纤维小体中的应用将外切葡聚糖酶CL2-Cel48Sm3、内切葡聚糖酶Cel8A4m-CL7与GH5D-CL8、β-葡萄糖苷酶Co GH1A-CL9与Scaf-Im2789成功组装成人工纤维小体。相较于游离酶体系,该人工纤维小体以磷酸膨胀纤维素（PASC）为底物,在70℃反应3 h后,还原糖产量提高60%左右;以微晶纤维素（Avicel）为底物,在75℃反应3 h后,还原糖产量提高80%左右。综上所述,本研究构建的CL-Im蛋白质支架系统具备高亲和力、高特异性和高热稳定性的特点,与CL-tagged嗜热纤维素酶联用,通过自组装获得了人工纤维小体。与游离酶体系相比,在高温条件下水解纤维素效率得到显著提升。该研究为人工多酶分子机器的构建提供了新工具,具有一定的应用前景。