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随着世界能源危机，利用生物质材料生产各种生物能源以及化工产品已经越来越引起人们的关注。木聚糖作为木质纤维素材料中的半纤维素的主要部分，利用其转化为各种高附加值的产品也引起了人们很高的兴趣。 本工作从土壤样品中分离、筛选、鉴定了一株木聚糖酶产生真菌FC2-2，并对其所产木聚糖酶的酶学特性进行了检测，研究了不同底物浓度和酶用量对酶水解产物生产率的影响，并对其发酵产酶的固体培养基条件进行了优化。本工作对从FC2-2所产粗酶液中纯化得到的一个木聚糖酶的酶学特性进行了测定，并克隆得到了编码木聚糖酶的基因AfxynA，将其在大肠杆菌中进行了表达，对重组酶的性质进行了测定。此外，本工作还通过定点突变技术发现了与木聚糖酶活力以及酶的水解产物形成有关的三个氨基酸残基。 从土壤中分离筛选得到的该木聚糖酶产生真菌编号为FC2-2，经形态观察及分子生物学鉴定，将其鉴定为烟曲霉(Aspergillus fumigatus)。FC2-2所产木聚糖酶粗酶的最适作用pH为5.5，最适作用温度为60℃，该酶能够水解桦木木聚糖和甘蔗渣木聚糖得到以木二糖为主的水解产物。当酶用量保持为100U/g木聚糖时，利用不同浓度的甘蔗渣木聚糖生产木二糖，底物浓度为10g/L时，木二糖的产率最高，为54.1％。底物浓度保持在10g/L时，改变酶用量，当酶用量为200U/g木聚糖时，木二糖的产率最高，为70.0％。 菌株FC2-2固体产酶培养基优化的结果表明，FC2-2产木聚糖酶的最适碳源为配比是8∶2的甘蔗渣/麸皮，最佳氮源为尿素，最佳产酶时间为3天，最佳产酶温度为28℃，最佳液固比为1∶1。当孢子浓度为107个/mL时，接种量对产酶影响不大，并且固形物的大小对产酶的影响也很有限。 本研究从FC2-2所产的粗酶液中纯化得到了木聚糖酶AfxynA，SDS-PAGE分析，表明其大小约为21.0kDa，其最适作用pH为5.5，最适作用温度为65℃，在pH3.0-10.0的范围内该酶稳定，在温度为50℃时，其半衰期可达到70h。木聚糖酶AfxynA的酶促动力学常数Km为2.93±0.12mg/ml，Vmax为2346±42.5U/mg蛋白。纯化的木聚糖酶AfxynA能够分解桦木木聚糖、山毛榉木聚糖和甘蔗渣木聚糖，对甘露聚糖、甲基纤维素、CMC、Avicel以及羟乙基纤维素没有酶活力。AfxynA水解低聚木糖、桦木木聚糖及甘蔗渣木聚糖时，主要产物为木二糖，这些结果证明AfxynA不但具有木聚糖水解活性，同时也具有转糖苷活性。AfxynA对木二糖没有水解能力。 通过测序获得的AfxynA的N末端8个氨基酸序列为:AGTPSSTG。根据N末端序列和BLAST比对结果，设计引物从FC2-2克隆得到了木聚糖酶基因AfxynA，对其编码的氨基酸序列分析结果表明，AfxynA隶属于糖苷水解酶(GH)11家族。将AfxynA基因序列克隆至大肠杆菌表达载体pET30a(+)上，在大肠杆菌中进行表达，表达所得目的蛋白大小为21.0kDa。纯化得到了重组木聚糖酶rAfxynA，重组木聚糖酶rAfxynA的最适作用pH为7.0，最适作用温度为50℃。其酶促动力学常数Km为2.55±0.10mg/ml，Vmax为2563±115.3U/mg蛋白。重组木聚糖酶rAfxynA能够分解桦木木聚糖、山毛榉木聚糖和甘蔗渣木聚糖，对甘露聚糖、甲基纤维素、CMC、Avicel以及羟乙基纤维素没有酶活力。rAfxynA水解低聚木糖、桦木木聚糖以及甘蔗渣木聚糖时，主要产物为木二糖。rAfxynA对木二糖没有水解能力。 为了鉴定与木聚糖酶水解木聚糖所得产物相关的氨基酸残基，本工作对AfxynA的氨基酸序列进行了分析并进行了同源建模，选择了三个氨基酸残基进行定点突变，将Asn70，Arg121以及Gln135分别突变为Ala，检测了突变体的酶活力及酶解产物，结果表明，与野生型酶相比，三个突变的木聚糖酶水解桦木木聚糖时，产物中木二糖的含量均显著下降，并且突变的木聚糖酶酶活力也有所降低。这些结果表明，氨基酸残基Asn70，Arg121以及Gln135与木聚糖酶活力以及酶的水解产物形成有关。