本项目旨在鉴定参与极端嗜热酸性古菌Sulfolobus tokodaii非磷酸化Entner-Doudoroff葡萄糖酵解途径的甘油醛脱氢酶及其调节机制。为此，我们对古菌Sulfolobus tokodaii进行了培养，提取其基因组并克隆、表达与纯化可能的甘油醛脱氢酶（ST2484，ST0064，ST1116，ST2247）。我们对上述基因的酶学性质进行了研究，发现ST0064基因能催化乙醛、甘油醛、丙醛等一系列醛类底物的氧化，负责该古菌一系列醛类化合物的转化，被称为乙醛脱氢酶（stALDH）。研究发现，除乙醛外，该酶对D甘油醛以及DL甘油醛均具有较强的活性，其辅酶利用效率为NAD>NADP。酶蛋白具有很强的热稳定性，其活性可被氧化剂双氧水及硝化甘油（GTN）抑制，还原剂DTT、硫辛酸以及-巯基乙醇能够恢复被抑制的活性。此外，我们发现辅酶NAD以及NADP能够调节酶的热稳定性以及该酶的酯酶活性。进一步，我们对该蛋白质进行了分子建模，并通过结构模拟与序列分析鉴定了酶的关键催化残基E240与C274，以及酶与辅助因子NAD相互作用的关键氨基酸残基N142，K165，I168和E370。通过突变分析与生化功能验证，揭示了该酶与辅因子相互作用的分子机制。以上研究结果不但为开发高效、环保的工业用醛类化合物转化酶类提供了良好的素材，而且对于进一步研究乙醛脱氢酶这一生物体内重要的有机化合物转化酶类的催化机理以及进化机制具有重要意义。以上结果已发表于极端微生物领域权威杂志《Extremophiles》(影响因子2.941)。