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常用于化学杀虫剂的有机磷化合物，它可以破坏乙酰胆碱酯酶的活性，导致乙酰胆碱的堆积，从而引发一系列神经中毒症状，甚至死亡。同时，有机磷农药的广泛应用造成的环境污染也是不容忽视的。有机磷降解酶是一类可以破坏有机磷分子的磷酯键，最终使有机磷化合物毒性消失的酶。因此，一方面为了实现有机磷降解酶的大规模工业化生产，本研究尝试在毕赤酵母中高效表达具有独立知识产权和优良酶学性质的有机磷降解酶OPHC2。另一方面，为了了解有机磷降解酶的催化机制，对有机磷降解酶活性功能与蛋白结构的关系进行了研究。
本研究将来源于Pseudomonaspseudoalcaligenes的有机磷降解酶基因ophc2连入毕赤酵母表达载体pPIC9，转化GS115，通过筛选共得到了93株具有有机磷降解酶活性的酵母菌株，其中表达量最高的4株重组子为8＃，45＃，50＃，89＃。将这些表达量高的重组子进行3L和3吨发酵罐的发酵研究，甲醇诱导120h后，表达量分别达到5.5g/L和10g/L，有机磷降解酶活性分别达到10.1U/mL和20U/mL，这是目前发表的有机磷降解酶的最高表达量。重组有机磷降解酶OPHC2被分泌到培养液中，占总蛋白的90％以上，采用一步分子筛纯化就可以得到纯的重组酶。重组酶最适反应温度为65℃，最适反应pH为9，具有良好的热稳定性和酸碱稳定性，尤其是热稳定很好，75℃下保温30min，相对酶活性仍有66.8％。毕赤酵母中表达的重组有机磷降解酶OPHC2具有高表达量、高活性、易纯化、良好的热稳定性等特点，为商业化生产奠定了坚实的基础。
采用易错PCR建立了OPHC2的随机突变体库，筛选104个重组子，得到突变酶e-10，酶的活性完全丧失，经测序发现它的T138变为A。序列比对和结构预测结果表明OPHC2活性中心附近有四段保守区，该氨基酸位于第二段保守区内，因此进一步对该点进行定点突变。分别选择将苏氨酸突变为与它最相似的丝氨酸、酸性氨基酸谷氨酸和苯环上带有羟基的酪氨酸，结果T138S突变酶保持了与原酶一样的活性，T138Y和T138E突变酶酶活性下降极大。同时，荧光定量PCR和光谱分析结果表明这个位点的突变不影响基因的表达和酶蛋白的结构，综合以上结果推测这个氨基酸是维持OPHC2催化活性的关键氨基酸残基。
此外，根据预测的四段保守区及相似酶MPH的晶体结构研究结果，选取位于保守区段的H139、H141、H226、T227，用重叠PCR的方法得到突变体H139A、H141L、H226A、T227L、T227S，发现H139A、H141L、H226A、T227L，酶活性完全丧失，T227S酶活性无改变；
同时，荧光定量PCR和光谱分析来研究结果表明，这些氨基酸的突变没有影响基因的表达，也没有使酶的结构发生变化；
综合这些结果推测这四个氨基酸都是维持OPHC2催化活性的关键氨基酸残基。
本研究对底物结合口袋处的F111、M188、F265进行了突变研究，用重叠PCR的方法得到突变体F111A、M188A和F265A。突变酶比活性分别下降到了原酶的29.9％、7.4％、和24.4％。同时，对M188定点饱和突变，筛选获得M188F突变酶，该突变酶对甲基对硫磷的Kcat/Km值提高了2.48倍，说明此处的突变增加了底物与酶蛋白的亲和力。荧光定量PCR和光谱分析结果表明这些点的突变没有影响基因的表达，并且他们对酶的结构整体影响不大，仅产生了一些微调；
综合这些研究结果，以及与已报道类似酶相比较，认为这三个氨基酸是酶与底物结合的关键氨基酸。
研究表明OPHC2中存在一个二硫键，分别突变C110和C146为C110L和C146M。C110L的比活性比原酶下降了10倍，C146M下降了约20倍，光谱分析结果表明酶的结构发生了明显变化，说明二硫键对于维持OPHC2的结构起到了重要作用。同时，酶蛋白的耐热性变差，在60℃保温20min后仅剩48％的活性，认为二硫键是OPHC2具有良好热稳定的关键因素之一。