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蓝藻水华的频频爆发已经严重的影响到了生态环境和人们的饮用水安全,一方面蓝藻的大量繁殖,导致水中溶解氧下降,水质恶化,水生生物大量死亡,其次蓝藻在生长或者死亡后会释放出大量的藻毒素,这些毒素会严重影响人类和动物的生命安全,长期饮用含有藻毒素的饮用水会使人的心脏,肾,肝,生殖产生病变,最终促使癌症的发生。藻毒素分子有很好的稳定性,即使在300多度的条件下依然能保存很长时间,且传统水处理的方式很难将其除尽,经典的物理法虽然能很好的除尽藻毒素,但只是把藻毒素从一个地方搬移到另外一个地方,且费用高昂,工艺繁琐；经典的化学法虽然能很好的除尽藻毒素,但容易造成二次污染,因此我们急需找到一种行之有效且安全环保的降解藻毒素的方法。因为酶降解有着其高效专一性的特点和安全环保的降解方式,广泛的被人们所重视,本论文主要是从酶降解藻毒素的方面做了以下工作：(1)藻毒素降解酶家族表达载体的构建：首先我们在NCBI上找到藻毒素降解酶基因(mlrA、 mlrB、mlrC、 mlrD),为了降低稀有密码子对大肠杆菌表达体系表达过程的影响,我们优化藻毒素降解酶家族的编码基因,得到优化后的基因序列opt-mlrA、 opt-mlrB、 opt-mlrC、 opt-mlrD。我们分别将这些序列克隆到pCold表达载体上,因为mlrA蛋白不能在pCold载体上进行表达,需要进行融合表达,又因为mlrA蛋白是降解酶家族中的首要酶,我们将mlrA基因克隆到了pMAL-C2X表达载体上,那么最后我们就得到了pMAL-C2X-mlrA、 pCold-opt-mlrA、 pCold-opt-mlrB、 pCold-opt-mlrC、 pCold-opt-mlrD这五种表达载体。(2)藻毒素降解酶的表达纯化：我们建立了藻毒素降解酶家族的诱导表达纯化体系。首先mlrA蛋白的诱导条件是：当菌液的OD600达到0.6-0.8时,加入IPTG至终浓度0.5mM进行诱导,在22℃条件下培养8h,我们将诱导好的菌进行超声破碎,最后亲和层析,最终1L的LB培养基可以纯化8mg纯度达90%的mlrA蛋白;其次mlrB和mlrC蛋白的诱导条件是：当菌液的OD600达到0.5-0.6时,加入四环素至终浓度50μg/mL,37℃、220rpm培养半个小时后加入IPTG至终浓度0.1mM,再15℃,220rpm培养20h,最终1L的LB培养基可以纯化11.6mg纯度为98%的nlrB蛋白和4.48mg纯度为99%的mlrC蛋白。可惜mlrD蛋白在pCold中不表达。(3)藻毒素降解酶酶学性质的分析：藻毒素降解MC-RR的酶活测定体系是：进样量为10μL,流动相为60%的甲醇和40%的二次水,柱温为25℃,流速为0.8mL/min,检测波长为236nm；藻毒素降解MC-LR的酶活测定体系是：进样量为10μL,流动相为70%的含体积分数为0.1%的甲酸水溶液和30%的乙腈,柱温为30℃,流速为0.8mL/min,检测波长为236nm。在此测活体系的基础上,我们测定了mlrA酶对MC-RR的比活力为68.7U; mlrA对MC-LR的比活力为53.9U(定义lmg蛋白1min降解1μg底物为1U)。mlrA对MC-RR/MC-LR的最适降解pH为7.0、最高活性温度为50℃,最适检测温度为30℃,且MBP标签对mlrA蛋白的活性并没有影响,降解产物为A-RR/A-LR; mlrB蛋白对A-RR/A-LR的降解活性比较低,因此没有办法研究其酶学性质;mlrC对A-RR的比活力为46.4U,对A-LR的比活力为55.6U(定义lmg蛋白lmin降解1μg底物为1U),mlrC对A-RR/A-LR的最高活性温度为500℃,最适检测温度为30℃。(4)藻毒素降解酶降解机理的研究：本文通过HPLC和高分辨率质谱连用,检测到mlrA酶的主要功能是将环状的藻毒素分子断开一个肽链,变成链状的,mlrB/mlrC不能直接降解藻毒素MC-RR/MC-LR,而是将链状的A-RR/A-LR继续断开一个肽链,变成一个四肽,分子量更小。