细胞色素P450单加氧酶催化的C-H键活化一直倍受关注,目前研究主要集中于电子传递链自给自足的第Ⅲ类单加氧酶P450BM3,而同样也不需要额外电子传递链的第Ⅳ类单加氧酶却未获得深入研究,尤其在底物差异性方面。本课题根据酶的特殊性质,设计一系列的指示底物,利用酶的产物与特殊染料显色建立活力筛选方法。以此方法为基础,绘制关于Ⅳ类单加氧酶的活力指纹图谱,探寻该类酶的底物特异性,拟构建结构多样化的指示底物库,建立对目标底物具有实际指导意义的酶活力指纹分析体系。然后,通过理性设计和定向进化等手段大幅度拓展其催化底物谱,提高其催化非天然底物的效率,最终将其应用于手性药物的合成和天然产物的转化中。另一方面,单加氧酶的底物特异性非常高,采用模型底物测定的活力并不能代表其对实际底物的催化活性,因此缺乏针对目标底物的高通量筛选方法,使得单加氧酶的定向筛选和分子改造变得十分困难。利用建立高通量筛选方法,可筛选性能优越的酶,并针对具有实际应用价值的底物进行改造,同时也可进一步验证该高通量筛选方法的可靠性。