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内切β-1,4-葡聚糖酶是组成纤维素酶系的一种重要纤维素酶，在造纸、纺织、酿造等工业生产中有着十分广泛的应用。葡聚糖酶的稳定性、底物选择性等往往是影响其工业应用的关键因素。微生物来源的葡聚糖酶通常包括催化结构域和纤维素结合结构域，两个结构域中间由连接肽连接。纤维素结合结构域和催化结构域具有各自的功能，催化结构域通常执行对底物糖苷键的水解功能而纤维素结合结构域则在酶与底物的结合过程中起关键作用。尽管功能上有所区别，但催化结构域和纤维素结合结构域并不是两个孤立的单元，催化结构域对底物的选择性、水解效率和酶稳定性等往往会受纤维素结合结构域显著影响。枯草芽胞杆菌的内切葡聚糖酶一直以来也被广泛的研究，本论文以枯草芽胞杆菌JA18的内切β-1,4-葡聚糖酶为研究对象，利用基因工程技术和生物化学方法研究了该酶纤维素结合结构域对催化结构域性质的影响，主要研究结果如下：
1.从枯草芽孢杆菌JA18中克隆编码内切β-1,4-葡聚糖酶(Eg122-499)的DNA序列对推导出的蛋白质序列分析结果表明此酶的N末端可能是一个糖苷水解酶家族5 (glycosyl hydrolase family 5)的纤维素酶催化结构域，而C-末端可能是一个属于家族3的纤维素结合结构域(family 3 cellulose binding domain)，这两个功能域由一段多肽序列连接。构建了此酶突变酶的原核重组表达载体，实现了高效异源表达和纯化。
2.研究此酶C末端缺失突变体，通过生物化学方法确证此酶C末端能够与部分不溶性纤维素类物质结合。酶解产物葡萄糖对这种结合没有抑制作用，而不同的底物对这种结合作用有不同的影响：β-大麦葡聚糖并不影响结合能力，而羧甲基纤维素(CMC)却明显抑制此酶纤维素结合结构域与不溶性纤维素类物质的结合，且呈现浓度相关性。提示此酶的纤维素结合结构域对底物有选择性。
3.发现C末端纤维素结合结构域缺失突变体之一(Eg122-330)与Eg122-499相比，尽管底物选择性、最适反应温度、最适pH值、pH稳定性等没有发生明显的变化，但热稳定性有很大的提高，在最适反应温度65℃条件下，Egl22-330的半衰期为29min，而Eg122-499的半衰期为lOmin；将酶经过80℃热处理十分钟之后，再置于室温下让其复性，发现Eg122-330的酶活可恢复到其初始酶活的67％以上并长时间稳定，而Eg122-499经同样处理之后酶活只能恢复到10％。
4.在Eg122-330的基础上，进一步构建若干缺失突变酶和定点突变酶。综合对这些酶对底物水解能力的研究结果，发现与Eg122-330相比，缺失突变酶Eg122-325和Eg122-326的pH稳定性及热稳定性明显降低，提示了纤维素结合结构域和连接肽对催化结构域稳定性影响的复杂性。
5.Eg122-499、Eg122-330和Eg122-326的光谱学分析：经过80℃处理之后的复性过程紫外光谱表明，Eg122-330的肽链主链发生可逆变化，而Eg122-499和Eg122-326的主链发生了不可逆的构象变化。圆二色分析结果表明Eg122-499、Eg122-326和Eg122-330在热变性过程中二级结构的变化有较大的区别。盐酸胍诱导的酶去折叠过程分析表明，随盐酸胍浓度增加，Eg122-326的酶活力迅速降低，而Eg122-499、Eg122-330的酶活力随盐酸胍浓度的增加缓慢减低，荧光光谱结果表明在当盐酸胍浓度达到3.0M时，Eg122-326几乎完全去折叠，而Eg122-330和Eg122-499仍处于中间态。这些结果表明位于该葡聚糖酶的纤维素结合结构域和连接肽对维持催化结构域稳定性具有重要作用。