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我国大部分人群(约75%-95%)因体内缺乏乳糖酶而患有乳糖消化不良和乳糖不耐受症状,而乳糖酶能将乳制品中的乳糖水解为半乳糖和葡萄糖,利于人体对其消化吸收,故利用乳糖酶来生产这种乳糖水解产品为减轻乳糖不耐受症状提供了一种可行的方法,具有重要的实践价值和理论意义。本论文从一筛选菌株凝结芽孢杆菌Bacillus coagulansT242中克隆获得耐热乳糖酶基因,进行原核表达,分析其酶学性质。以凝结芽孢杆菌Bacillus coagulans36D1基因组DNA及乳糖酶基因作为参考序列,分别设计同源性验证引物：F1/R1、F2/1R2,含乳糖酶基因DNA片段引物：F3/R3、F4/R4及乳糖酶基因扩增引物F/R,以Bacillus coagulans T242基因组DNA为模板,利用PCR获得碱基序列全长2005个碱基的乳糖酶基因gal。将gal基因插入到表达载体pET32-a(+)构建重组表达质粒(pET32-gal),亚克隆到E.coli HSTO8宿主细胞中,通过菌落PCR初步检测,再提取质粒测序,筛选出阳性克隆子。将表达质粒pET32-gal转化到E.coli BL21宿主细胞中,挑取阳性克隆子37℃培养至OD600约为0.6时,用IPTG(终浓度1mmol/L)分别在37℃、25℃诱导培养4h后,细胞破碎离心沉淀经SDS-PAGE分析检测到大量目的蛋白,说明表达产物为包涵体。为实现耐热乳糖酶基因gal的可溶性表达,将表达质粒pET32-gal与分子伴侣质粒pGro7同时转化E.coli BL21,经SDS-PAGE分析,在细胞破碎上清液中含有目的蛋白。进一步优化pET32-gal/pGro7/BL21诱导培养条件：在IPTG浓度为0.6mmol/L时37℃诱导培养4h,乳糖酶的表达量最高,酶活为6.791U/mL发酵液,是出发菌株乳糖酶活力的5倍。同时对表达后耐热乳糖酶进行酶学性质研究。pH6.8乳糖酶活力最高,属中性酶；pH6.0-9.0范围内,37℃保温1h,其相对酶活可达80%以上；其最适反应温度50℃,40-50℃保温20min,其相对酶活达80%以上,但60℃保温20min,则残余酶活仅为原酶的3.16%,热稳定性降低。Mg2+、Ca2+、SDS对乳糖酶有激活作用,其中Ca2+激活作用最大,K+、EDTA影响不大；Cu2+、Pb2+、Zn2+、Mn2+对酶有抑制作用,其中Fe2+离子抑制作用最大,抑制率为68%。在50℃, pH6.8条件下,其Km=7.60mmol/L, max=128.21nmol/min。综上,乳糖酶最适pH为中性,且Ca2+对该酶激活作用明显,可用于水解牛乳中的乳糖。