2-甲基-D-赤藻糖醇-4-磷酸(MEP)途径是大多数微生物(包括人类致病菌)体内萜类化合物的唯一来源,而人体内并不存在该途径。因此,MEP途径被认为是寻找新的抗菌化合物的理想靶标。1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶(DXS)催化的1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸(DXP)合成反应被认为是MEP途径的限速步骤,也与细菌及植物中萜类化合物的最终含量密切相关,同时它又是某些微生物中硫胺素(Vitamin B1)和磷酸吡哆醇(Vitamin B6)这两个具有重要生理功能的化合物生物合成途径中的关键酶。因此,DXS在这三条途径中都发挥着重要的作用。目前对DXS催化机理的研究甚少,为了进一步了解DXS催化机理,对DXS活性位点的关键氨基酸残基进行研究极为必要。基于晶体学和分子对接分析,我们探究了大肠杆菌DXS中可能与催化活性相关的关键氨基酸残基,分别为Ser44、His49、Arg99、 Lys101、Val259、Tyr392、Arg420、Asp427、Arg478。首先通过定点突变技术获取突变基因,再将携带突变基因的质粒转化到大肠杆菌BL21DE(3)感受态细胞中,然后用IPTG诱导表达、纯化,得到十种突变体酶,它们分别是S44D-DXS、H49Q-DXS、 R99N-DXS、K101D-DXS、V259E-DXS、Y392K-DXS、R420N-DXS、D427K-DXS、 D427N-DXS、R478E-DXS。通过酶联紫外法测定了DXS突变体的活性及稳态动力学参数,并将它们与野生型DXS(WT-DXS)的稳态动力学参数进行比较。研究结果表明：S44D的突变导致DXS催化活性丧失,S44D-DXS的活性仅为WT-DXS的0.58%;H49Q、K101D、Y392K和D427K的突变对DXS催化活性有非常显著的影响,这些突变体酶的催化活性分别是WT-DXS的4.98%、8.97%、8.15%和8.73%；R99、R420N和D427N的突变对DXS催化活性也存在较显著的影响,酶活性分别是WT-DXS的27.78%、19.17%和52.75%；而259位的缬氨酸残基对DXS的催化活性无显著影响,V259E-DXS的活性是WT-DXS的84.04%。当我们用亚硝基苯来替代DXS的天然底物D-甘油醛-3-磷酸(D-GAP)时,S44D-DXS、H49Q-DXS、R99N-DXS、K101D-DXS、D427N-DXS、 R478E-DXS催化C-N键形成的活性不受影响,而Y392K-DXS、D427K-DXS催化活性显著降低。本研究有助于更深入的了解DXS的催化机理,为新型抗菌药和抗疟药的筛选提供了合理的依据。