海藻糖在自然环境的的微生物、植物和动物中广泛存在，包括细菌、真菌、昆虫、低等植物、脊椎动物。海藻糖酶是一种海藻糖水解酶，能够特异性的将海藻糖分解为两分子的葡萄糖。海藻糖酶在食品、农药设计和农业生产中有着潜在的价值，应用前景远大。本研究从海洋细菌Zunongwangia sp.中扩增得到一个新的海藻糖酶基因，并将其成功表达在大肠杆菌中，纯化重组海藻糖酶，且对它的酶学性质进行了分析。同时本研究利用随机突变技术对海藻糖酶基因进行了定向进化。本研究主要内容包括：　　⑴从海洋细菌Zunongwangia sp.中克隆了一个新的海藻糖酶基因treZ。treZ是由1590 bp组成，G+C含量是36.98％，编码了529个氨基酸，分子量为61.3 kDa。通过BLAST比对发现TreZ属于糖苷水解酶第37家族。对TreZ的酶学性质进行分析，发现TreZ的最适反应pH是6.5，最适反应温度是50℃。在pH7.5和8.0缓冲液20℃处理48h后，TreZ分别还保持大约141％和147％的相对活性。TreZ表现极端的耐盐性，在1 M NaCl时有最大的活性（136％，相对活性），NaCl的浓度在0.5-3.5 M的时，TreZ能够保持100％以上的活性;NaCl的浓度为最大的5M时，TreZ还能保持55％的活性。TreZ在高浓度NaCl环境中具有很好的稳定性，在NaCl的浓度在0-4 M处理24 h后，TreZ的活性几乎没有丧失。Fe3+，Cu2+，Zn2+，ADP，Co2+，EDTA和ATP能够抑制海藻糖酶TreZ的活性， K+，Ni+，Mg2+，Ca2+和Ba2+增强TreZ的活性。TreZ海藻糖的Km是0.99 mmol/L，Vmax是0.176 mmol l-1 min-1，催化常数kcat是263.2 s-1。　　⑵为了获得催化效率提高的酶，利用易错PCR技术建立突变体库，以及T7噬菌体裂解-96深孔板结合DNS的高通量的筛选体系。从8000个突变体中筛选到了三个活性提高的突变株B6，C4和D9。突变体B6，C4和D9的最适pH都是6.0，在pH5.5-7.5的范围内它们具有60％以上的活性，用pH6.0-8.0缓冲液处理后，酶十分稳定。B6和D9的最适温度是45℃，比野生型要低了5℃; C4的最适温度还是50℃，没有变化。突变体B6的Km是0.4197 mmol/L，比野生型的降低了57.6％，它的kcat值为154.41 s-1，比野生型的减少了41.3％。因此突变体B6的（kcat/ Km）比野生型增加了38.9％。突变体C4的Km是0.3793 mmol/L，比野生型的降低了61.7％，而它的kcat值为433.69 s-1，比野生型的增加了64.7％，（kcat/Km）显著增加了230％。突变体D9的Km是0.6811 mmol/L，比野生型的降低了31％，而它的kcat值为259.15 s-1，比野生型的减少了1.5％，它的(kcat/Km)增加了43.1％。　　⑶突变体C4中有两个位点发生了突变227位(Y→H)和442位(R→G)。为了研究这两个点对酶催化效率的影响，对这两个位点分别进行定点突变。突变体酶Y227H的Km是0.7194 mmol/L，比野生型的降低了27.3％，它的kcat值为299.83 s-1，比野生型的增加了13.9％，（kca/ Km）增加了57％。突变体酶R442G的Km是0.4317mmool/L，比野生型的降低了56.4％，它的kcat值为319.88 s-1，比野生型的增加了21.5％，（kcat/Km）增加了178％。而突变体酶C4的（kcat/Km）催化效率与野生型相比增加了230％，突变体酶Y227H和R442G的（kcat/Km）催化效率与野生型相比分别增加了57％和178％，两者之和约为230％，也就说这两个位点的突变对突变体酶C4的（kcat/Km）催化效率显著的提高，都起到了关键作用。上述的研究为揭示海藻糖酶结构和功能之间的关系提供了有用的信息。