蔗糖磷酸化酶（Sucrose phosphorylase,SPase）催化蔗糖磷酸解反应生成α-D-葡萄糖-1-磷酸和D-果糖及其可逆反应。该酶具有葡萄糖基转移能力,可以将蔗糖分子的一个葡萄糖基转移至不同的受体上。SPase在食品、药品、化妆品等领域具有广泛的应用。近年来,利用该酶生产α-熊果苷（α-arbutin）和2-甘油葡萄糖苷（2-O-α-D-glucosyl glycerol,αGG）等精细化学品受到了越来越多的关注。然而,在SPase的工业化应用过程中仍存在一些问题,如酶的表达量不高、催化活性低以及热稳定性较差。本研究构建高产SPase的基因工程菌,制备重组SPase,利用该酶生产α-熊果苷和αGG,并采用半理性策略改造SPase的热稳定性。主要研究结果如下:1、成功在大肠杆菌中表达了SPase并进行了纯化及表征。对来源于肠膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）的SPase基因进行密码子优化后在大肠杆菌中异源表达,纯化后的SPase比酶活达到214.0 U·mg^-1,纯化倍数1.5倍,酶活回收率为87.8%。酶学性质鉴定结果表明:重组SPase的最适温度为45℃,最适pH为6.5;在温度不高于40℃时,重组SPase的酶活力都比较稳定,放置1.0 h仍能保持95.0%以上的活力;测定最适温度45℃条件下的耐受性,半衰期为3.9 h;重组SPase在pH 5.0至pH 7.5较稳定;当pH高于7.5后,酶活力迅速下降。当添加1 mmol·L^-1 Co²⁺、Fe³⁺时,对重组SPase的活性有明显促进作用,而添加1 mmol·L^-1 Ni²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺有抑制作用,当金属离子浓度提高至5 mmol·L^-1时,Ni²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺有强烈的抑制作用。该酶的动力学常数K_m为128.8 mmol·L^-1,V_max为2.2μmol·mL^-1·min^-1,k_cat为39237.9 min^-1。2、利用重组SPase催化氢醌合成α-熊果苷。优化后的条件为:氢醌40.0 g·L^-1,蔗糖/氢醌的摩尔比为5:1,重组SPase 250 U·mL^-1,在25 mmol·L^-1的吗啉乙磺酸（MES）缓冲液（pH 7.0）中,反应温度30℃,避光反应24.0 h后终止反应,再用500 U·mL^-1的糖化酶在40℃条件下处理2.5 h。α-熊果苷产量为97.9 g·L^-1,氢醌的转化率约为99.0%。之后利用大孔吸附树脂H103实现对α-熊果苷的纯化,纯化后α-熊果苷的纯度为99.5%,回收率为90.4%。3、利用重组SPase催化合成αGG产量达到191.8 g·L^-1。优化后的反应条件为:蔗糖1.2 mol·L^-1,甘油3.2 mol·L^-1,与重组SPase 30 U·m L^-1,在50 mmol·L^-1的MES缓冲液（pH 6.5）中,反应温度37℃,速转200 r·min^-1下反应72.0 h。4、通过半理性策略改造SPase,获得2个热稳定性提高的正向突变体。基于同源建模,构建野生型SPase三维模拟结构,并采用FireProt对模拟结构进行稳定性突变体预测,构建了一个小型突变库,并从中初步筛选出4个正向突变体,接着对4个正向突变点进行组合突变,最终测定结果表明组合突变体和单点突变体T219L纯酶的熔融温度T_m值均比野生型提高了4℃左右,在50℃下的半衰期大约为50 min,相比野生型提高了35 min左右,具有较好的热稳定性。