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1、研究目的与意义

海藻糖是一种安全天然的非还原性糖，由两个葡萄糖分子以alpha;，alpha;-1，1-糖苷键结合的，且自身稳定性强，广泛存在于细菌，真菌，细胞，昆虫和无脊椎动物中。海藻糖在某些极端环境下如:高温，高压，毒素等情况下维持生物体活性，保护生物体蛋白质等不变性，现今，人们利用海藻糖这一特性，将海藻糖运用于化妆品、食品、药物等一些化学研究产品中，并研究出高效提取海藻糖的方法，打破了传统的提取研究方法，对当时的生物化学界产生了重大的影响。在当今能源缺少的背景下，为满足广大市场对海藻糖的需求，我们不断对其进行研究探索，争取最少的成本，取得最大的利润。

木质纤维原料是地球上最丰富、最廉价的可再生资源，并且是制备生物燃料和生物基化学品的首选原料，但由于其结构的顽固性，需要对其进行预处理和酶水解才能得到微生物可以利用的可发酵性糖。其中，我们发现纤维二糖是纤维素酶水解纤维素时的主要产物。由于绝大多数微生物不能直接利用纤维二糖， 需要外源添加beta;-葡萄糖苷酶进一步水解纤维二糖为葡萄糖，这进一步增加了酶制剂成本。

纤维二糖合成海藻糖的研究较少，因此本文探究以纤维二糖为底物，利用纤维二糖磷酸化酶CepA和海藻糖磷酸化酶TreP生成海藻糖的可行性。该途径是由纤维二糖磷酸化酶基因（cepA）催化纤维二糖生产葡萄糖和葡萄糖-1-磷酸，再由海藻糖磷酸化酶（TreP）催化葡萄糖和葡萄糖-1-磷酸生成海藻糖。

在本次研究实验中，利用重组大肠杆菌全细胞催化合成海藻糖，在此实验中要对BL21（pETDuet-cepA）和BL21（pRSFDuet-trep）进行活化、转接、诱导等后进行目的蛋白的SDS-PAGE分析，然后将表达好的纤维二糖磷酸化酶和海藻糖磷酸化酶应用于海藻糖的转化反应，最后构建重组大肠杆菌BL21（pETDuet-cepA-treP），并以纤维二糖为底物合成海藻糖。

2、国内外同类研究现状

2.1 海藻糖

2.1.1 海藻糖的性质和机理