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木聚糖酶是降解植物半纤维素主要成分木聚糖的最关键的酶,广泛应用在动物饲料、食品、造纸、生物能源等工业。木聚糖酶应用在纸浆漂白工艺中可以减少有毒化学漂白剂的使用量,进而减少后序漂白废水的毒性和减轻对环境的污染。其中11家族木聚糖酶由于分子量小且无纤维素酶活性,很适合应用于纸浆漂白工艺中。在纸浆漂白过程中纸浆多处于高温碱性的环境下,为减少能耗和简化工艺流程,需要选用嗜碱耐高温的木聚糖酶。但是从自然界中分离到的野生型11家族木聚糖酶大多数是中性酶,嗜碱木聚糖酶数量十分有限。因此需要对现有的野生型11家族木聚糖酶进行分子改造来得到嗜碱性提高的木聚糖酶突变体。本研究以11家族木聚糖酶xyn11A-LC为基础,利用Gene Morph II Random Mutagenesis kit随机突变木聚糖酶xyn11A-LC基因建立突变文库,从中筛选出嗜碱性提高的木聚糖酶突变体。主要研究成果如下:1.利用GeneMorph II Random Mutagenesis kit随机突变木聚糖酶xyn11A-LC基因,建立了包含有5000多克隆的突变文库。2.通过对构建的突变文库进行筛选,最终筛选出嗜碱性明显提高的突变体M52-C10。突变体M52-C10的最适pH与野生型的相比提高了0.5个单位,达到p H8.0,在pH8.5-p H10.0与野生型的相比提高了大约10-15%的相对酶活,最适温度为55℃,有较好的p H稳定性和温度稳定性。3.对突变体M52-C10的测序结果分析显示出突变体M52-C10含有两个位点氨基酸的突变,分别是E135V和V116A。经过验证E135V对突变体M52-C10的嗜碱性提高起到主要作用。E135V的最适p H比野生型的提高了0.5个单位,为p H8.0,在pH8.5-p H10.0与野生型的相比提高了10-20%的相对酶活,最适温度为55℃,有较好的p H稳定性和温度稳定性。4.对E135位分别进行定点突变得到E135K和E135R。E135K的最适p H比野生型的提高了0.5个单位,为p H8.0,在p H8.5-p H10.0与野生型的相比提高了10-19%的相对酶活;E135R的最适p H与野生型的相比提高了0.5个单位,达到p H8.0,在pH8.5-p H10.0与野生型的相比提高了大约15-25%的相对酶活,最适温度为55℃,有较好的p H稳定性和温度稳定性。5.总共得到比野生型木聚糖酶xyn11A-LC嗜碱性明显提高的三种突变体:E135V、E135K和E135R。