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稀有糖是自然界存在极少的单糖及其衍生物的总称，具有独特的保健功能和潜在的医疗价值。D-塔格糖3-差向异构酶(D-tagatose3-epimerase，DTE，EC5.3.1.-)家族是稀有糖生物转化法制备的关键酶。本文以探索新的DTE家族为目标，分为菌种筛选、发酵条件优化、酶分离纯化及酶学性质和基因克隆表达及酶学性质4个步骤展开工作。主要结果如下：
1.筛选获得一株可产D-塔格糖3-差向异构酶的菌株SK011，通过形态观察、生化特性、16S rDNA序列比对，鉴定为类球红细菌(Rhodobacter sphaeroides，R.sphaeroides)，定名为R.sphaeroides SK011；
2.R.sphaeroides SK011液体发酵生产DTE的最适培养基和发酵条件为：碳源为葡萄糖，浓度为1％，氮源为酵母膏和胰蛋白胨，浓度分别为2％和1.25％，氯化钠0.3％，二水磷酸二氢钠0.3％，硫酸镁0.05％，培养初始pH7.0；在发酵初始添加0.2％D-塔格糖作为诱导物；种龄24 h，装液量为20 mL/250 mL，接种量3％，30℃、180 rpm、避光，发酵时间36 h；
3.粗酶液经硫酸铵沉淀、DEAE-Sepharose CL6B Fast Flow离子交换色谱和Superdex75凝胶过滤等步骤，分离纯化得到DTE，比酶活提高26.8倍，达到13.4U/mg，经SDS-PAGE鉴定达到电泳纯，由2个相同的亚基组成，分子量为64 kD；
4.酶学性质测定结果显示，该酶最适作用温度40℃，最适pH值9.0，在40℃以下，pH8-10之间保持稳定；Mn2+对酶活力有促进作用，Cu2+、Zn2+对酶活力有不同程度的抑制作用；对D-塔格糖底物专一性最强；该酶N-端氨基酸残基序列依次为MKNPVGIISM，与目前已确定DTE家族均不一致，NCBI中仅检索得到与之具有相同N-端氨基酸残基的计算注明(Conceptual translation)序列：Rsph170293406，这是R.sphaeroides中首次发现的DTE家族，定名为R.sphaeroides DTE；
5.成功克隆Rsph170293406基因，插入表达载体pET-22b(+)，转入表达宿主E.coliBL21(DE3)，构建重组菌株E.coli BL21(DE3)(pET-dte)，诱导表达得到具有DTE的功能的重组蛋白，在pH9.0和40℃条件下表现最大酶活，在40℃以下，pH8-10间保持稳定；Mn2+对酶活力有促进作用，Cu2+、Zn2+对酶活力有不同程度的抑制作用，以上酶学性质与野生型R.sphaeroides DTE一致，说明Rsph17029_3406基因在E.coli BL21(DE3)(pET-dte)表达系统中进行转录、翻译后折叠成为具有活性的R.sphaeroides DTE蛋白高级结构；确定Rsph17029_3406基因为R.sphaeroides DTE的编码基因，在GenBank数据库登记，基因登记号为FJ851309，对应蛋白质编号AC059490；
6.重组R.sphaeroides DTE对D-果糖底物专一性最强，其次为D-塔格糖，与野生型酶不同；
7.在pH9.0，40℃条件下测得D-可洛酮糖与D-果糖之间差向异构反应平衡常数为23∶77。