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氨基葡萄糖(GlcN)是一些复合寡糖与多聚糖的结构单体。尤其在动物与人类的骨关节中大量存在GlcN,其能够修复受损伤的关节,从而维护骨关节的健康。氨基葡萄糖合酶在氨基己糖生物合成途径中具有关键作用。GlcN生物合成途径从EMP途径产生的6-磷酸果糖(Fru-6-P)开始。氨基葡萄糖合酶催化L-谷氨酰胺(L-Gln)的氨基转移至Fru-6-P的相应位点上合成6-磷酸氨基葡萄糖(GlcN-6-P),同时GlcN-6-P也可以在氨基葡萄糖合酶作用下可逆转化为Fru-6-P。随后在变位酶作用下,生成的GlcN-6-P异构化为1-磷酸氨基葡萄糖(GlcN-1-P),并进一步转化为UDP-GlcNAC.UDP-GlcNAc是真菌中几丁质与甘露糖蛋白,细菌中肽聚糖与脂多糖,动物细胞中的脂多糖等生物大分子的前体物。源于哺乳动物的氨基葡萄糖合酶能够诱导产生糖尿病胰岛素阻抗作用。此外,真菌的氨基葡萄糖合酶作为抗真菌理疗的潜在位点具有重要的应用价值。目前大肠杆菌(Escherichia coli)氨基葡萄糖合酶的结构性质研究较深入,而对真核生物的氨基葡萄糖合酶的研究较少,且已报道的研究成果多涉及白色假丝酵母(Cnadina albicans)的氨基葡萄糖合酶。本课题首次利用原核表达体系(E. coli BL21 (DE3), pET-28a)与真核表达体系(Pichia. pastoris SMD1168, pPICZaA)实现酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)氨基葡萄糖合酶基因gfal的过量表达,分离提纯出纯度较高的氨基葡萄糖合酶(GFA1),对酶的结构性质进行了初步研究,并研究了在E. coli中异源表达GFA1对细胞内GlcN合成量的影响。同时,利用Elson-Morgan法对酶促反应过程中产生的GlcN进行定量,因反应体系内的成分简单,不存在干扰物,定量较准确。而利用一种HPLC法对胞内GlcN含量进行测定,定量结果较理想。研究结果表明,gfal不仅可以在原核表达体系中实现表达,也可以在真核表达体系中表达；S. cerevisiae GFA1在E. coli中表达能够提高胞内GlcN的含量,但维持在一个较低的水平,原因在于GlcN对氨基己糖途径的抑制作用。S. cerevisiae GFA1的酶学性质与E. coli和C. albicans的氨基葡萄糖合酶具有一定的差异性,而与拜尔结合酵母(Zygosaccharomyces bailii) ISA1307的相似度较高。GFA1在pH 4.5-5.5酶活保持稳定,残余酶活为初始酶活的80%；GFA1在pH 5.5时,最佳反应温度为55。C,酶的最大比活力为6.82 U/mg；GFA1在45-60。C条件下,残余酶活为初始酶活的80%,GFAl具有一定的pH稳定性和温度稳定性。并由Lineweaver-Burk法得出以Fru-6-P为底物的GFA1催化反应的Km和Vmax分别为2.8 mM和6.9μmol/min mg。