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高果糖浆（high fructose corn syrup,HFCS）是由玉米淀粉通过α-淀粉酶、糖化酶和葡萄糖异构酶的作用而生成的广泛应用于食品行业的甜味剂,相对于蔗糖具有甜度高、风味佳、溶解度高、价格低等优势。根据果糖含量,高果糖浆分为三种类型:HFCS-42、HFCS-55和HFCS-90。葡萄糖异构酶在体外可以将D-葡萄糖异构化D-果糖,是商业制备高果糖浆的关键酶制剂。由于商业葡萄糖异构酶效率低、不耐高温等原因,目前工业生产的高果糖浆主要是果糖浓度较低的HFCS-42。具有更高浓度果糖的HFCS-55需要通过进一步的纯化浓缩等步骤才能获得,生产难度大、成本高。提高转化率和提高转化过程中的底物浓度（葡萄糖）是降低生产成本的有效途径。已有研究表明,葡萄糖异构酶对D-葡萄糖的转化率与温度有相关性,因此挖掘耐热的葡萄糖异构酶,对工业生产55%高果糖浆具有重大意义。本文成功克隆并异源原核表达两个来源于高温菌株Alicyclobacillus sp.A4（A4GI）和Caldicellulosiruptor bescii（CbGI）的葡萄糖异构酶（glucose isomerase,GI）,蛋白经Hig-tag磁珠纯化后,对其酶学性质与转化率进行了详细测定。A4GI最适温度与最适pH为65°C与pH 7.5,在55°C以下及pH 6.0-11.0稳定,Km与Vmax值为99.8 mM与3.75 U/mg。另外对A4GI进行了热稳定性分子改造,利用定点突变设计突变体D109K,突变体较野生型热稳定性有所提高。CbGI较A4GI表现出更优越的酶学特性与高效的转化能力。CbGI最适温度与最适pH为80°C和pH 7.5,在pH5.0-11.0及85°C以下稳定。动力学测定结果显示CbGI的Km与Vmax值分别为42.61mM和8.22 U/mg,与绝大多数已报道的葡萄糖异构酶相比,CbGI对底物葡萄糖具有更高的亲和力。在转化率测定实验中,CbGI与A4GI的转化率在一定底物浓度范围内随着底物浓度的升高也相应提高,并在底物浓度为3 M分别达到57.3%与52.7%的最高转化率。综上所述,CbGI的高温,宽泛pH,以及在高浓度底物下具有高转化率等特性,具备了工业生产55%高果糖浆潜在的应用价值。