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β-葡萄糖苷酶做为纤维素酶系统的重要成员，在生物质转化过程中起着重要的作用，是酶法降解纤维素时的限速物质。纤维素水解过程中，产物纤维寡糖对纤维素酶具有严重的产物抑制效应，通过添加足够的β-葡萄糖苷酶降解寡糖，可以有效降低这种抑制效应。嗜热β-葡萄糖苷酶具有极好的热稳定性、葡萄糖耐受性及与其它纤维素酶的兼容性，使其可以在生物燃料工业中抵抗不利环境，因此对新型嗜热细菌β-葡萄糖苷酶的开发和研究十分必要。嗜热真细菌Caldicellulosiruptor bescii DSM6725分离自俄罗斯堪察加半岛的热泉，生长温度高达90℃，分泌表达丰富的糖苷水解酶类，我们对其中基因编号为ACM59590.1的β-葡萄糖苷酶（CbBgl1A）进行研究。在利用pET-21b（+）成功构建重组质粒的基础上，对表达产物进行Ni-NTA亲和层析，证明其在重组大肠杆菌中可以超量表达。序列比对和酶谱分析结果显示氨基酸残基Glu163和Glu361在催化过程中分别充当广义酸/碱和亲核进攻基团。CbBgl1A作为水解β-糖苷键特异性酶，可以水解多种纤维寡糖和芳香基-β-葡萄糖苷底物，在85℃、pH6.8时对pNPGlc水解活力最高，为76.4U/mg，70℃时半衰期长达128小时，具有很高的热稳定性。催化动力学数据结果显示，CbBgl1A对pNPGlc的催化效率高于天然底物纤维二糖，其kcat/Km值为84.0s-1mM-1，对纤维二糖的kcat/Km值较低，为8.35s-1mM-1，主要原因是CbBgl1A对pNPGlc的Km值较低，具有较高的亲和力。CbBgl1A的活力不受高浓度底物抑制，对产物葡萄糖耐受性较高，Ki值是113.8mM。β-葡萄糖苷酶的使用可以解决生物乙醇工业中出现的产物寡糖抑制纤维素酶活力的现象，为了观察CbBgl1A消除产物抑制并提高水解活力的能力，本文测定了CbBgl1A与不同类型纤维素酶的协同作用。CbBgl1A与FnCel5A，CbCel9A，CbCbh48A作用于RAC（再生不定性纤维素）时，都显示出一定的协同作用，其中与来源于同一细菌的外切纤维素酶CbCbh48A显示最高协同效率，CbCbh48A与CbBgl1A摩尔比为1:5时协同率达2.6，可在两小时之内将RAC全部转化为葡萄糖。与外切纤维素酶的高协同效率，使其在生物质转化以及工业化应用上显示巨大潜力。为揭示CbBgl1A的三维结构、催化机制和底物特异性机理，我们对其进行了分子建模和底物对接。以来源于C. cellulovorans的β-葡萄糖苷酶（PDB ID:3AHX）为模板，构建CbBgl1A的分子模型，结果显示其整体结构为糖苷水解酶第一家族典型的TIM桶状结构，催化残基Glu163和Glu361侧链最近距离为3.7，符合糖苷水解酶保留型催化机制的特征；分子对接部分揭示了CbBgl1A对天然底物纤维二糖的水解活力低于pNPGlc的原因，以pNPGlc作为底物时，整个pNPGlc分子完全处于酶分子催化活性中心的底物口袋中，Glu361与C1位点原子的距离仅为3.7，易于其进攻，四条氢键及一定程度的疏水作用维持pNPGlc分子中的葡萄糖基处于相对优势构象；纤维二糖的葡萄糖基由于酶分子作用在空间上被扭转了180度，亲核残基Glu361的羧基与底物分子C1的之间距离变为4.3，不利于其进攻，而且底物分子与周围氨基酸残基间只有三条氢键形成，相互作用较弱，这些因素都不利于活性中心残基的亲核进攻和催化。为获得CbBgl1A晶体结构并进行进一步分子改造，对CbBgl1A进行了结晶实验。发现蛋白在14℃，Index37条件下2天内长出晶体，对其进行优化后在18%PEG1500条件下得到体积大、密实的晶体，为后续的CbBgl1A晶体结构分析和功能研究奠定了基础。