定向进化是蛋白质工程的新策略，属于蛋白质的非理性设计。它不需事先了解酶的空间结构和催化机理，而是人为地创造特殊的进化条件，模拟自然进化机制，在体外改造酶分子结构并定向选择出具有目的性状的改良酶。常用的进化策略包括易错PCR、交错延伸重组和DNA改组等。　　 本研究以自主克隆到的短小芽胞杆菌脂肪酶YZ02基因为材料，利用易错PCR技术对其开展了体外定向进化研究。共进行了两轮易错PCR，每轮约筛选6000个转化子。共筛选出4株酶活力提高2倍以上的突变体，其中一株突变体BpL2-1369酶活力提高了6倍。测序结果显示，BpL2-1369脂肪酶基因有4个碱基发生了突变，即：T61C、C147T、A334G和T371A。其中3个碱基突变导致了氨基酸发生改变，分别为第21位氨基酸由Ser突变为Pro，第112位氨基酸由Arg突变为Gly，第124位氨基酸由Leu突变为His。在两轮易错PCR的基础上，进行了一轮交错延伸重组，但未能筛选到酶活力有进一步提高的重组体。将野生型脂肪酶BpL基因和定向进化后的脂肪酶BpL2-1369基因分别克隆至pET28-a载体，转化大肠杆菌BL21感受态细胞。经IPTG诱导表达并分离纯化后，对脂肪酶的酶学性质进行了比较研究。结果显示，突变脂肪酶BpL2-1369的比活力比野生型脂肪酶BpL提高了1.31倍，Km值由8.24mmol/L降低至7.17mmol/L，在pH>8.0时的稳定性较野生型脂肪酶有所提高，但pH<8.0时的稳定性却有所降低。在上述研究的基础上，对B. Pumilus脂肪酶YZ02进行了结构预测。预测结果表明，3个突变氨基酸Ser21Pro、Arg112Gly和Leu124His分别位于第1个α螺旋的第3个氨基酸、第4和第5个β折叠之间的转角以及第5个β折叠的第1个氨基酸位置。