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低聚果糖(Fructooligosaccharides，FOS)由1-3个果糖基通过β-2，1键与蔗糖中的果糖基结合而成的蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖及其混合物。低聚果糖具有减少血氨浓度;促进双歧杆菌增殖，调整肠道菌群;增强免疫能力;增进矿物质吸收等功能。因此被广泛应用于食品、饮料、化妆品、饲料、医药等领域。糖苷酶可以用廉价的寡糖作为糖基供体，并具有较广泛的糖苷配基特异性，是糖苷化合物产业化制备的首选催化剂。 本研究室构建了β-D-呋喃果糖苷酶Fru6表达重组质粒pET-fru6，在E.coliBL21(DE3)中实现了可溶性高效表达，表达的β-D-呋喃果糖苷酶Fru6占总蛋白的60％以上。并采用Discovery studio软件构建了β-D-呋喃果糖苷酶Fru6的三维结构模型。氨基酸序列分析显示:β-D-呋喃果糖昔酶Fru6属GlycosideHydrolase(GH68)家族。糖苷酶GH68家族酶结构特征为:具有由5个叶片构成一个β-螺旋桨的结构域，每个叶片含有4-5个β-strands，围绕中心轴形成W拓扑结构，进而封闭活性中心带阴电荷的空腔。 在此基础上，本课题研究了酶法合成低聚果糖的工艺条件，确定了低聚果糖的最佳合成方案，为低聚果糖的工业化生产提供技术参数。非水相催化由于具有改变反应平衡，酶和产物易于回收，控制底物专一性，减少由水引起的副反应等优点，因而得以广泛的应用。本研究采用高浓度有机溶剂体系，通过降低水的浓度和活度以降低水解速率，促使反应平衡向糖苷合成方向进行，为其它糖类益生元的酶促合成提供了良好的借鉴。优化反应条件，只能在一定程度上提高低聚果糖的转化率，因此我们探究了以分子手段改造β-D-呋喃果糖苷酶Fru6，构建表达了7个突变酶，与原酶相比，突变酶的转糖活力有所提高，更适宜于工业化生产。本文的主要研究结果如下: 确定β-D-呋喃果糖苷酶Fru6粗酶液合成低聚果糖的最佳工艺条件。方法:以蔗糖为蔗底物，利用β-D-呋喃果糖苷酶Fru6粗酶液合成低聚果糖，优化酶法合成低聚果糖工艺，以获得酶法合成低聚果糖的最佳工艺参数。结果:最佳工艺条件如下:反应时间为36h，pH值为5.5，反应温度为30℃，底物蔗糖浓度为500g/L，加酶量9.75U/g蔗糖，低聚果糖转化率达到50.2％，为251.0g/L。并通过添加10％乙醇，使低聚果糖转化率达到60.6％。此研究对酶法合成低聚果糖的产业化有一定的指导作用。 为了抑制β-D-呋喃果糖苷酶水解活力，提高低聚果糖转化率，获得高纯低聚果糖，我们对β-D-呋喃果糖苷酶进行了分子改造。我们以β-D-呋喃果糖苷酶的三维结构模型为模板，分别从C端βⅤD、βⅤC、βⅤB、βⅤA、βⅣD、βⅣC、βⅣB处切除C端氨基酸序列，构建表达了7个不同的C端缺失酶(分别命名为C1-C7)。对其催化以蔗糖为底物合成低聚果糖的能力进行测试，结果发现不同长度的C端缺失对β-D-呋喃果糖苷酶转糖活性有不同的影响，其中以突变酶C4的低聚果糖合成能力最好，与原酶相比提高了24.4％。 本论文的研究将为低聚果糖的产业化生产奠定基础，同时将为该酶进一步催化活性分析与酶分子改造奠定基础。