D-阿洛糖是一种稀有糖,它因具有医疗保健等重要生理功能而逐渐成为人们关注的焦点。相比于传统的化学合成法,生物法制备D-阿洛糖是一种更为新型的合成方法。其中,一种生物制备D-阿洛糖的方法便是通过L-鼠李糖异构酶催化的作用,将D-阿洛酮糖异构化成D-阿洛糖。本课题研究了一种新型耐热菌Thermobacillus composti KWC 4,它的基因组中存在一段能够编码L-鼠李糖异构酶（L-RI）的基因,基因片段在NCBI中的编号为THECO_RSO6135。该基因全长达1260 bp,编码氨基酸数目达420个。其翻译的蛋白在GeneBank数据库中的登录号为WP₀15254186.1,理论相对分子质量46,850。本课题中构建了一种重组质粒:pET-22b（+）-Thco-LRI。首先合成了目的基因THECO-RSO6135,后将目的基因片段连接至表达载体pET-22b（+）,随后将其转化至感受态细胞Escherichia coli BL21（DE3）中,经IPTG诱导目的蛋白过量表达,然后通过热处理及Ni²⁺亲和层析纯化目的蛋白,最后进行SDS-PAGE电泳。结果发现,纯化后的L-RI在约46,000处出现特征蛋白条带。本课题研究发现,L-RI的最适反应温度是65°C,最适催化pH是7.5。在pH 5.5⁷.5内该重组L-RI能够保持较好的pH稳定性。L-RI是金属离子依赖,Mn²⁺能大幅提高酶活力。65°C保温4 h后,L-RI能保持60%以上的酶活力,当温度升高至75°C时,热稳定性则会迅速下降;但75°C下该L-RI的半衰期经过添加Mn²⁺能够提高6.3倍。当催化底物L-鼠李糖和D-阿洛酮糖时,动力学参数Km分别为:33.8 mmol/L和70.4 mmol/L。实验测定D-阿洛糖的生物转化,以36、50、75和100 g/L的D-阿洛酮糖作为底物,在65°C、pH是7.5以及添加1 mmol/L Mn²⁺的条件下进行。实验结果显示,反应8 h内D-阿洛糖的产量迅速增加,之后随着时间的延长反应液中的D-阿洛糖含量的增加速度开始变得缓慢。当底物浓度36 g/L时,反应15 h达到平衡,转化率为23.32%。而当底物浓度继续增大时,反应达到的平衡的时间逐渐延长,50、75和100 g/L的平衡时间分别为18、24和30 h。虽然逐渐增加了底物D-阿洛酮糖的浓度,但是最终平衡转化率并没有太多变化,分别为23.37%,23.29%和23.34%。以3%的D-果糖为底物,在60°C,pH是7.5及添加1 mmol/L Mn²⁺的条件下测定L-RI、Desp-DPE双酶偶联转化D-果糖的反应进程,两种酶加酶质量比为10:1。结果表明,反应大约进行到14 h的时候,D-阿洛糖的含量基本保持不变,同时D-阿洛酮糖和D-果糖的含量也基本保持不变,三者平衡比为D-阿洛糖:D-阿洛酮糖:D-果糖=8.0%:25.2%:66.8%。以E.coli L-RI晶体结构（PDB登录号为1D8W）为模板,通过SWISS-MODEL同源建模,获得了重组T.composti L-RI的三维结构,经过评价分析,该模拟结构较为符合真实的L-RI三维结构。使用AutoDock将计算模拟出的结构与底物L-鼠李糖和D-阿洛酮糖分别进行分子对接,对对接结果分析,了解L-RI催化醛酮糖异构化反应的结构环境。