谷氨酰胺转氨酶(Transglutaminase,简称TG酶)具有优秀的蛋白交联能力,因此被广泛应用在食品、医药、纺织、皮革等多个行业。TG酶在自然界中广泛存在,微生物来源的TG酶又称mTG酶,mTG酶具有其他来源的TG酶所没有的优良的酶学性质,目前商业化的TG酶均为mTG酶。工业化生产KD025细胞培养mTG酶主要通过发酵茂源链霉菌(Streptomyces mobaraensis),虽然产量可观,但发酵周期长,发酵过程较难控GSK2118436浓度制,且后期纯化较困难。因此将链霉菌中编码mTG酶的基因片段在工程菌株中表达,获得发酵周期短,发酵液成分单一的重组菌株是mTG酶生产的未来趋势。S.mobaraensis CICC 11019菌株是通过中国工业微生物菌种保藏管理中心得到的一个野生菌株,其产生的mTG酶可安全用于食品、医药等各个行业。枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是经过认证的食品级安全(GRAS)菌株,本论文将S.mobaraensis CICC 11019来源的mTG酶基因片段在B.subtilis中成功表达,并通过定点突变对重组菌株中的mTG酶进行改造,得到酶活大幅度提高的重组菌株,并将发酵液中的mTG酶用镍柱进行纯化,用得到的mTG酶将壳聚糖和ε-聚赖氨酸成功交联制备了一种抑菌型乳化剂,并对制备的乳化剂进行了表征。主要的研究成果如下:(1)将S.mobaraensis CICC 11019来源的pro-mTG酶基因在B.subtilis168中成功进行了异源表达,将mTG酶基因在B.subtilis中成功表达。通过NCBI查找pro-mTG酶和mTG酶基因序列,根据查找的基因序列分别设计两对引物,PCR扩增两个目的片段,将扩增的两个目的片段与p MA5穿梭质粒酶切连接,转化到大肠杆菌(Escherichia coli)DH5α感受态细胞中,得到阳性转化子后,从阳性转化子中提取重组质粒分别转化到B.subtilis 168和B.subtilis WB600感受态细胞中,构建了B.subtilis 168/p MA5-pro-mTG、B.subtilis 168/p MA5-mTG和B.subtilis WB600/p MA5-mTG三个重组菌株,测得三个重组菌株酶活分别为0.0837 U/m L、0.1134 U/m L、0.1297 U/m L。(2)为了进一步提高重组菌株的酶活,选择重组菌株B.subtilis 168/p MA5-mTG利用计算机辅助的理性设计,通过定点突变进行改造。将菌株中mTG酶序列测序后进行三维建模,并与底物对接后分析影响mTG酶活性的关键氨基酸,确定进行定点突变的位点,用NCBI的blast序列比对功能将mTG酶氨基酸序列进行比对,选择相似度在70%-90%之间的序列,将保守性低的关键氨基酸使用同源序列中同位置且高频出现的氨基酸代替,确定了Arg121-Glu、Glu239-Lfreedom from biochemical failureeu、Glu374-Pro、Tyr376-Gly四个突变位点。用反向PCR的方法对确定的氨基酸位点进行突变,以上一章构建的质粒p MA5-mTG为模板,扩增带有突变位点的重组质粒,将带有突变位点的重组质粒在DH5α中进行复制后转化到B.subtilis 168感受态细胞中,构建了B.subtilis 168/p MA5-mTG(R121E)、B.subtilis 168/p MA5-mTG(E239L)、B.subtilis 168/p MA5-mTG(E374P)、B.subtilis168/p MA5-mTG(Y376G)四个带有突变位点的重组菌株,测得酶活分别为0.509 U/m L、0.505 U/m L、0.469 U/m L、0.377 U/m L,较之前分别提高了4.49、4.45、4.14、3.32倍。并将重组菌株B.subtilis 168/p MA5-mTG(R121E)重组菌株发酵上清液中的mTG酶用镍柱进行纯化,成功得到无明显杂带的纯度较高的mTG酶。(3)用本研究得到的mTG酶将壳聚糖和ε-聚赖氨酸交联制备壳聚糖-ε-聚赖氨酸纳米颗粒乳化剂,对壳聚糖-ε-聚赖氨酸纳米颗粒的制备条件进行优化,确定最优的条件为壳聚糖和ε-聚赖氨酸比例为3:1,50℃条件下反应3 h。对制备的纳米颗粒乳化剂进行表征,马尔文粒度测定仪、傅里叶红外光谱、差示扫描量热仪(DSC)结果显示壳聚糖和ε-聚赖氨酸成功发生交联。分别用未经mTG酶交联的壳聚糖、ε-聚赖氨酸混合溶液和壳聚糖-ε-聚赖氨酸纳米颗粒制备乳液Em和Em_(mTG),对制备的乳液的盐和热耐受性进行了检测,粒径测量结果和激光共聚焦荧光显微镜检测结果均证明壳聚糖-ε-聚赖氨酸纳米颗粒制备的乳液Em_(mTG)具有更好的耐热性和更高浓度的盐耐受性。对纳米颗粒的抑菌性进行了检测,检测结果证明纳米颗粒对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和E.coli均有良好的抑制效果。