本发明公开了从牛瘤胃液宏基因组文库中获得的一种新的木糖异构酶核苷酸序列，还提供了该核苷酸序列编码的氨基酸序列。本发明还涉及含有该核苷酸序列的载体及转化体。当该木糖异构酶被表达时，赋予宿主细胞将木糖转化为木酮糖的能力，木酮糖进一步被宿主细胞代谢。因此，宿主细胞能够以木糖作为碳源生长。新来源的木糖异构酶在酿酒酵母内高活性表达，且该酶为嗜温性酶，最适酶活温度为 60℃。本发明还涉及木糖异构酶可作为模式蛋白在理论研究上的应用，及在燃料乙醇、高果糖浆等实际生产上的应用。