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本文对嗜酸热细菌Alicyclobacillus acidocaldarius Tc-12-31产生的甘露聚糖酶进行了研究。论文取得的主要结果有：
(1)从云南腾冲酸性热泉样品中筛选到9株产甘露聚糖酶的嗜酸热细菌菌株，其中甘露聚糖酶活力较高的菌株Tc-12-31被选作本研究的出发菌株。根据16SrRNA基因序列比对和系统发育分析结果将其命名为A.acidocaldarius Tc-12-31(嗜酸热脂环酸杆菌Tc-12-31)。酶谱分析显示该菌产生5种甘露聚糖酶，分别命名为AaManA，AaManB，AaManB，AaManC和AaManD，其中AaManA和AaManD是胞内酶；AaManB，AaManB和AaManC是胞外酶，分子量分别约为110 kD，97kD和70 kD。A.acidocaldarius Tc-12-31胞内粗酶液显示最适反应pH5.5，最适反应温度65℃；胞外粗酶液显示最适反应pH4.0，最适反应温度80℃，即A.acidocaldarius Tc-12-31的胞内和胞外甘露聚糖酶均具有比较好的酸热适应性。这是第一次发现嗜酸热细菌能够产生甘露聚糖酶。
(2)通过构建基因组文库，获得两个甘露聚糖酶基因AamanA和AamanB(B)。AamanA，长963 bp，编码A.acidocaldarius Tc-12-31的胞内甘露聚糖酶AaMartA。序列分析显示AaManA与已知的糖苷水解酶没有显著的序列相似性。AamanB(B)长3039 bp，同时编码A.acidocaldarius Tc-12-31胞外甘露聚糖酶AaManB和AaManB，可能是加工方式的不同导致了不同的产物。AaManB与A.acidocaldariusDSM446的葡聚糖酶CelB有高达92％的序列相似性，在本论文中没有再做进一步的研究。
(3)在大肠杆菌中表达并纯化了重组的AaManA蛋白。在E. coli中表达的酶活力达到413 U mL-1，较出发菌株表达量提高了8，000倍。重组甘露聚糖酶AaManA分子量38 kD左右；水解反应最适pH5.5，最适反应温度65℃；AaManA在60℃以下，pH4-9条件下稳定；Fe2+和Mn2+能抑制65％-70％AaManA活性，SDS、Ag+，Cu2+和Hg2+则引起AaManA的不可逆变性。AaManA以内切方式特异水解含有β-1，4-甘露糖苷键的聚糖或寡糖底物，活力受到底物结构中半乳糖侧链分支的抑制，对槐豆胶的Km和‰分别为2.4 mg mL-1和340 s-1。AaManA对甘露寡糖的水解以二糖和三糖为主要产物，在水解过程中有明显的转糖苷现象，因此推测AaManA采用保留反应机制催化水解反应。动力学分析显示AaManA对甘露四、五、六糖的Kcat/Km分别为1.94 s-1mL-1，7.02 s-1mL-1和7.99 s-1mL-1，其有效发挥水解作用需要底物主链含有至少五个糖残基。性质鉴定和序列分析结果证实AaManA和它的亲缘蛋白组成了一个糖苷水解酶新家族GH113。
(4)成功表达了AaManA硒代甲硫氨酸衍生物(Se-AaManA)，硒代甲硫氨酸的取代率达到50％以上。通过悬滴气相扩散法，在18℃，0.1 M柠檬酸三钠(pH4.6)和0.2 M磷酸二氢铵条件下，24 h培养获得了AaManA的晶体，大小0.1×0.15×0.3 mm。X-射线衍射分辨率达到1.90 A，晶胞参数α=44.34 A，b=75.55A，c=88.02 A，属于P212121空间群。在同样条件下，获得了Se-AaManA的晶体，形状、大小与AaManA类似，X-射线衍射分辨率达到1.90 A，晶胞参数α=45.01.A，b=75.95 A，c=93.86 A，属于P212121空间群。
(5)通过单波长异常散射(SAD)方法解出了相位，修正完成了甘露聚糖酶AaManA的结构，其晶体学R因子和自由R因子分别为0.173和0.212。结构模型共包括316个氨基酸残基和227个水分子。该结构坐标已提交Protein Data Bank库，PDB号为3CIV。
(6)获得的AaManA结构显示该酶与其它甘露聚糖酶一样，采取典型的(β/α)8-TIM桶结构，位于β4折叠C末端的Glu151和p7折叠C末端的Glu231分别是酸碱催化位点和亲核催化位点。两个催化位点谷氨酸的距离为4.75 A，验证了AaManA采取保留反应机制的推测。以上结构和反应机制信息证实AaManA属于糖苷水解酶超家族GH-A。结构比对显示，超家族GH-A的八个功能氨基酸中除了Thr95和Cys150外，其余六个在AaManA中功能保守。基于其它甘露聚糖酶和底物复合物的结构，模拟了AaManA与五糖结合的模型，并预测了参与底物结合的关键氨基酸，其中Glu282是唯一一个与甘露糖残基二位碳原子上的直立羟基作用的氨基酸，可能在底物识别中起重要作用。对GH113家族成员的结构和序列分析表明GH113是糖苷水解酶超家族GH-A的一个新成员。