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GDP-甘露糖是一种广泛存在于各种生物体内的糖基供体和代谢中间物，其在原核生物中主要参与O-抗原等寡糖的生物合成；在真核生物中主要作为蛋白质糖基化的重要糖基供体和其他糖核苷酸生物合成的前体；在某些植物中参与维生素C生物合成。可见大量得到GDP-甘露糖的纯品可以为糖蛋白的生产、实验室研究提供必要的物质基础。然而在生物体内，GDP-甘露糖的含量普遍很低，通过对野生型生物材料分离纯化而得到GDP-甘露糖几乎不可能。如果能够高效表达GDP-甘露糖生物合成所需的酶系，并且对此酶系中各个酶的性质都有比较透彻的了解的话，我们则可以体外合成GDP-甘露糖。在大多数生物体中，GDP-甘露糖的生物合成途径如下：由甘露糖起始，经己糖激酶催化生成甘露糖-6=磷酸，甘露糖-6-磷酸在磷酸己糖异构酶的催化下生成甘露糖-1-磷酸，以甘露糖-1-磷酸和GDP(GTP)为底物在GDP-甘露糖焦磷酸化酶作用下最终合成GDP-甘露糖。其中，对己糖激酶和磷酸己糖异构酶的性质已经研究的相对比较透彻，并且有晶体结构的报道，而对GDP-甘露糖焦磷酸化酶的研究相对较少，所以本实验原核表达了大肠杆菌来源的GDP-甘露糖焦磷酸化酶并做了比较详尽的酶动力学研究。
按底物种类，我们能找到两种类型的GDP-甘露糖焦磷酸化酶：类型Ⅰ(EC2.7.7.13)利用GTP和甘露糖-1-磷酸为底物，类型Ⅱ(EC 2.7.7.22)则利用GDP和甘露糖-1-磷酸为底物。参照以往的报道，E．coliK12来源的GDP-甘露糖焦磷酸化酶属于类型Ⅱ，我们通过PCR技术扩增得到了来源于E．coli K12的GDP-甘露糖焦磷酸化酶基因cpsB，并定向克隆到原核表达载体pET-22b上，转化E．coil BL21(DE3)，发酵重组菌株至指数期，加入诱导物IPTG，使GDP-甘露糖焦磷酸化酶基因得到高水平表达，超声破碎细胞，上清经Ni-NTA His·BindR Resins亲和层析纯化，最后SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳检测蛋白的表达水平和纯度。带有His-tag的重组Cps B大小为52kDa，在Tris-CI缓冲系统中，最适pH为7.5；Mg2+为该酶催化反应所必需。在最适反应条件下，以毛细管电泳检测GDP-甘露糖的生成量为指标，酶动力学分析表明Cps B既能够利用GDP，也能利用GTP，对于GDP，GTP，甘露糖-1-磷酸和GDP-甘露糖的Km分别为0.9896，0.06749，0.05124和0.0209 mM，Kcat/Km分别为1.04×104，1.09×106，1.68×105和4.69×106 S-1mM-1。结合其他实验结果，最终首次提出了GDP-甘露糖焦磷酸化酶的完整的物质反应平衡。此研究不仅可以深入地了解GDP-甘露糖焦磷酸化酶催化机制，并最终为其蛋白晶体结构的解析提供必要的基本信息，还可以为GDP-甘露糖的体外合成提供重要的酶学理论基础。