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[目的]BlaR-CTD是青霉素结合蛋白BlaR的C端区域,由于该蛋白的热不稳定性及其对某些β-内酰胺类药物亲和力低,基于BlaR-CTD的受体分析在检测多种β-内酰胺类药物方面受到限制。本研究对青霉素结合蛋白BlaR-CTD进行结构改造并利用突变体蛋白建立β-内酰胺类抗生素的受体检测方法。[方法]以地衣芽孢杆菌749/I的BlaR-CTD蛋白的晶体结构为模板,采用同源建模方法构建了地衣芽孢杆菌ATCC14580的BlaR-CTD蛋白的三维结构,通过分子对接获得了该蛋白与40种β-内酰胺类药物的结合位点。为提高蛋白质的稳定性和对药物的亲和力,基于分子对接和同源比对结果设计插入二硫键和盐桥,并利用SIFT和POLYPHEN2软件对突变体进行合理性评价,共构建了23个突变蛋白。对异源表达和纯化的突变蛋白进行活性和稳定性分析。以识别药物种类最多、亲和力最高且热稳定性最强的突变体蛋白为受体,建立13种动物组织中β-内酰胺类抗生素残留的检测方法。[结果]23种突变蛋白中,I188K/S19C/G24C、A138E/R50C/Q147C和S190Y/E183C/I188K分别对33、22和21种β-内酰胺类药物的亲和力高于野生型蛋白,而I188K/S19C/G24C表现出最佳的稳定性。以I188K/S19C/G24C为受体,建立鸡、羊、牛、猪的肌肉、肝脏和肾脏以及牛奶等13种动物组织中40种β-内酰胺类抗生素的残留的检测方法。所有药物的IC50在0.13-307.62μg.L-1之间。组织和牛奶的检出限分别为0.01-110.2μg.kg-1和0.07-194.64μg.L-1,均低于欧盟规定的最大残留限量。四种动物的肌肉、肝脏和肾脏以及牛奶的平均回收率分别为68.09%-117.61%、67.58%-117.84%、64.0%-117.03%和68.08%-116.06%,变异系数均小于15%。[结论]本研究阐明了BlaR-CTD的稳定性和与β-内酰胺类药物的亲和力的结构和功能关系,并利用具有广泛亲和力和稳定性的突变蛋白I188K/S19C/G24C建立了13种动物组织中40种β-内酰胺类药物的残留检测方法,为蛋白质的合理设计和受体分析方法研究提供了新的思路。