延胡索酸还原酶(fumarate reductase，EC1.3.1.6)，主要催化延胡索酸还原生成琥珀酸，是很多生物厌氧呼吸系统中的关键酶。该酶广泛存在于革兰氏阴性菌、兼性厌氧革兰氏阳性菌以及一些绿藻、原生动物、寄生蠕虫和低等海洋等真核生物中。不仅可应用于多种人类疾病治疗，且其产物琥珀酸也有广泛的工业应用价值。本研究主要研究了从广西北部湾海洋微生物宏基因组文库中得到的一个具有延胡索酸还原酶功能的阳性克隆(pGXAR313G)，其携带的外源DNA片段包含一个可能编码延胡索酸还原酶的新基因，该基因被命名为frd1A。　　 通过生物信息学分析表明，frd1A基因含有444个碱基对，编码147个氨基酸，理论等电点为5.59，相对分子质量为16.11 kDa。通过与GenBank数据库比对，在核苷酸水平上没有发现已知的基因存在相似性，但是在氨基酸水平却与一种延胡索酸还原酶(Runellaslithyformis YP_004658175)的B亚基相似性为82%，一致性为69%。在第56-64个氨基酸中，有一个2Fe-2S铁氧还蛋白结合位点，推测是其保守结构域。　　 利用DNA重组技术，将frd1A基因片段与表达质粒pETBlue-2重组后导入到Escherichia coli Tuner(DE3)pLacI细胞中，得到重组表达菌株E.coli Tuner(DE3)pLacI/pGXAR313G。并在最适条件下诱导培养，得到重组产物蛋白Frd1A，利用镍柱亲和层析技术完成了重组蛋白的分离纯化，完成了重组蛋白的功能鉴定和生化性质研究。实验结果表明，目标蛋白的最适反应温度为28℃，最适作用pH为7.0；最适条件下的酶活力为9.59 U/mL，比活力为10.644 U/mg。通过Lineweaver-Burk双倒数作图法，测得其Km值为0.227 mM，Vmax为29.94 mM/min，kcat值为12.35 s-1；Zn2+、Mg2+对酶反应有促进作用，Cu2+、Fe2+、Fe3+、Ca2+、SDS和EDTA则表现为抑制作用。　　 本研究的成功实施为深入挖掘利用新型高效延胡索酸还原酶提供新的技术参考和研究模式，对下一步构建高效的基因工程菌具有重要的理论指导意义。