本论文研究了来源于极端嗜热菌Thermotoga thermarum DSM 5069的木聚糖酶Xyn10A的热稳定性,利用同源建模和定点突变技术确定木聚糖酶Xyn10A的Ca²⁺结合区域,并尝试对Ca²⁺结合区域定点突变研究获得稳定性能更佳的突变体;同时对木聚糖酶Xyn10A的催化结构域的关键氨基酸定点突变确定其催化残基。主要研究结果如下:（1）首先在质粒p ET-20b-xyn10A中插入T2A（具备切割功能的2A肽链）和e GFP（增强型绿色荧光蛋白）基因片段,构建重组质粒p ET-20b-xyn-T-E,并转入大肠杆菌BL21（DE3）中进行表达。菌液在诱导后表现出绿色荧光,且经SDS-PAGE检测发现在130 k Da附近仍有一条带。这一结果说明质粒p ET-20b-xyn10A能够正常表达且T2A基因片段在大肠杆菌中也具备自我切割的功能。（2）分别将木聚糖酶Xyn10A第600位谷氨酸（Glu）和第707位谷氨酸（Glu）突变成丙氨酸（Ala）并构建突变体E600A和E707A。对原始酶Xyn10A和突变木聚糖酶进行酶学性质研究。以榉木木聚糖为底物,原始酶Xyn10A的比酶活为100 U/mg,而突变木聚糖酶均无酶活,这一结果证明了E⁶⁰⁰和E⁷⁰⁷均为该木聚糖酶的催化残基。（3）采用蛋白质结构模拟和定点突变技术以确定Ca²⁺结合区域,并分析其对于酶热稳定性的影响机制。酶蛋白的建模和结构比对结果表明,GH10家族木聚糖酶的结构保守性远大于其序列保守性;木聚糖酶Xyn10A中局部环区(⁷¹²IYRDNATKYEIPP⁷²⁴)涉及Ca²⁺的结合功能,同时其热稳定性依赖于该环区与Ca²⁺之间的亲和力。对该环区进行定点突变和删除突变构建突变体Catb1、Catb2和Catb3,并对三个突变木聚糖酶进行酶学性质研究。结果表明突变导致Xyn10A无法有效地结合Ca²⁺。据此可以推测Ca²⁺可与酶蛋白中的(⁷¹²IYRDNATKYEIPP⁷²⁴)环区形成配位键,显著降低Xyn10A酶催化结构域的柔性和自由度,使原始酶Xyn10A能够在高温下保持优良的热稳定性,进而有效地发挥其高温催化水解木聚糖的能力。（4）对Ca²⁺结合区域的部分氨基酸进行定点突变,将第714位精氨酸（Arg）、第717位丙氨酸（Ala）和第719位赖氨酸（Lys）突变成天冬氨酸（Asp）并构建突变体R714D、A717D和K719D。对突变木聚糖酶的酶学性质研究结果显示,与原始酶Xyn10A相比,突变木聚糖酶R714D在90^o C的半衰期延长了26 min,表明其热稳定性有所提高,据此可以推测当第714位的精氨酸突变成携带负电荷的天冬氨酸后,与第713位含有酚羟基的酪氨酸以及第715位的天冬氨酸形成一个局部负电荷较多的微环境,增强了与Ca²⁺的相互作用从而导致突变木聚糖酶R714D的热稳定性提高。