随着化石能源的日益枯竭,能源问题成为当今社会所面临的主要问题之一。木质纤维素是太阳能重要的活体贮存形式,是地球上数量最大的一种可再生资源,利用木质纤维素生产乙醇等生物能源,不仅可以将废弃材料再利用,而且能够部分缓解日益增长的能源需求。寻找和开发具有高活力、高稳定性、耐高温等纤维素酶具有重要的工业应用价值。此外,纤维素酶也广泛应用于食品加工、纺织、动物饲料、造纸等各个领域。在利用纤维素酶水解纤维素的过程中,β-葡萄糖苷酶可作用于寡糖链催化生成葡萄糖,是纤维素降解过程中的限速步骤,因此,开发和研究新型β-葡萄糖苷酶具有重要的意义。白蚁主要以木质纤维素为食,能够高效的对木质纤维素进行降解。研究表明,白蚁肠道中存在大量的共生微生物,在纤维素降解过程中起着至关重要的作用,是寻找木质纤维素降解酶的重要资源。随着分子生物技术的不断进步,元基因组技术成为木质纤维素酶挖掘的有效工具。本文对短角球白蚁(Globitermes brachycerastes)的肠道元基因组文库中筛选得到的三个新型β-葡萄糖苷酶基因bgl 2、bgl 15、bgl 17分别进行了克隆和异源表达,并且对它们酶学性质进行了研究。在这三种β-葡萄糖苷酶中,Bgl 17属于糖基水解酶第一家族(GHF1),分子量为55 kD,该酶对特异性底物4-硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷(pNPG)的最适反应温度为70℃,最适pH值为5.0。在最适反应条件下,该酶以pNPG为底物的比活力为115.69 U/mg。以同样底物测得其动力学参数Km和Vmax分别为0.81 mmol/L和227.27μmol/(ml?min)。Bgl 2和Bgl 15属于糖基水解酶第三家族(GHF3),分子量分别为110 kD和90 kD,以pNPG为底物的最适反应温度分别为40℃和45℃。Bgl 2的最适pH为4.5,Bgl 15具有较宽的pH容忍性,在最适温度下,在pH 5.0至pH 9.0之间活性均可以维持在最高水平。同样以pNPG为底物时,在各自的最适反应条件下,Bgl 2和Bgl 15的比活力分别为21.7 U/mg和2.33 U/mg。以上研究表明,通过元基因组筛选得到的三个β-葡萄糖苷酶各自具有不同的特性,能够适应不同的温度和酸碱条件,具有一定的工业应用潜力。此外,Bgl 17的最适温度远高于白蚁生存环境温度,为研究白蚁降解纤维素机理提供了参考。