目前,在高耗能高污染为背景的工业化时代,生物质能源的开发利用成为了解决环境污染问题的重要途径之一。而发展生物质能源的关键技术就是纤维素酶的开发与利用。对于纤维素酶的工业化生产的困难主要表现在微生物的生理生化调控、纤维素酶的协同作用等方面的研究还不成熟。其中对于纤维素酶组成成份之一的p-葡萄糖苷酶催化机制的研究更是具有片面性。而目前p-葡萄糖苷酶的应用已经较为广泛,但其机制的研究并不全面,这主要是因为该酶既有能水解寡糖性质的葡萄糖苷水解酶活性,又有合成寡糖能力的转糖基活性,而且很多研究认为其转糖基活性就是水解活性的逆反应。本文主要针对里氏木霉胞内的一种p-葡萄糖苷酶(Cellb)的催化机制进行研究。首先将这种p-葡萄糖苷酶在大肠杆菌表达系统中成功表达。然后通过计算机模拟,分析出可能影响其催化活性的氨基酸,并提出了理性化的改造理论：E171周围的氨基酸的亲水性越大,转糖基活性越高,水解活性越低,反之亦然。成功的将这种p-葡萄糖苷酶进行了理性的改造,得到了一系列符合基本预期的突变体蛋白,通过对这些蛋白的酶学性质的研究,成功的印证了该理论的可行性。不过这种理论是必须在一定的前提条件之下才能发挥作用：其氨基酸替换前后应基本保持只在亲疏水性方面发生,而其他性质的改变,例如电荷的改变,空间侧链大小的改变等等都会在很大程度上消减,甚至逆转这种酶活性的变化趋势。本文理论的提出具有一定的创新性：1、第一次以理论指导实践的方式来改造酶学性质,且其结果非常的成功。2、这种理论具有可复制性和推广性,至少是在GH1家族中的可行性非常的大,是-种改造酶学性质的思路。3、其实验结果成为了研究胞内p-葡萄糖苷酶的重要基础。以现有的生物化学理论,提出了理性改造β-葡萄糖苷酶活性的方法是本文最重要的理论基础,也是整篇文章的核心所在。而这样的理论研究为彻底阐释p-葡萄糖苷酶的催化机理奠定了重要基础。