通过PCR方法从Bacillus subtilis基因组DNA中扩增出谷氨酰胺合成酶基因(glnA)，克隆至表达载体pET28b， 经测序鉴定后转化大肠杆菌BL21(DE3)， 用IPTG及乳糖诱导表达。 SDSPAGE分析表明，所表达的谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase ，简称GS)为可溶性蛋白，约占总菌蛋白的80％。利用表达的GS蛋白 N端的6×HisTag 对GS进行亲和层析，将获得的纯蛋白进行酶活性测定。结果表明，纯化的GS合成反应的最适温度为60℃，最适pH为6.5，Mn²⁺能明显提高GS的活性和稳定性。工程菌BL21(DE3)/pET28b-glnA粗提物中GS的比活是宿主菌本身的84倍。以谷氨酸、NH₄Cl和ATP为底物的转化实验表明谷氨酸的转化率达95％以上。 经筛选获得一株高效能量耦联酵母菌株，命名为YC001；通过能量耦联表明，该系统对谷氨酸的转化率高达80％，平均谷氨酰胺产量为22g/L。