光学活性氰醇是一类重要的手性合成子，由于其氰基与羟基较强的反应活性，它很容易转化为羟基酸(酯)、羟基醛(酮)、氨基酸、氨基醇和邻二醇等多种具有重大应用价值的化合物而同时保留其手性。以醇腈酶为生物催化剂催化醛、酮的不对称氰化是合成手性氰醇的一种高效、高选择性且条件温和的方法。有机硅化合物不仅在不对称合成及功能材料中占有非常重要的地位，而且具有特定的生物活性。作为药物，某些有机硅化合物比其碳结构类似物有更佳的药效、更高的选择性和更小的毒性。合成手性含硅氰醇，从而进一步合成现有药物的硅结构类似物(硅替代)是药物设计、改造的一条有效途径。近年来，离子液体替代传统有机溶剂作为反应介质和添加剂，已成功地应用于生物催化过程。研究结果表明，许多酶在离子液体中具有较高的活性、选择性及稳定性。 该文首次研究了在缓冲液/有机溶剂双相体系中来源于木薯的(S)-醇腈酶(MeHNL)催化乙酰基三甲基硅烷(ATMS)与丙酮氰醇进行不对称转氰制备(S)-2-三甲基硅-2-羟基丙腈的反应，通过对比ATMS及其碳结构类似物3，3-二甲基-2-丁酮(DMBO)的转氰反应，初步探讨了底物中的硅原子对该反应的影响机理；并研究了离子液体作为反应介质和添加剂对MeHNL和来源于杏仁的(R)-醇腈酶(PaHNL)的活性、热稳定性及对映体选择性的影响。 系统探讨了反应条件对MeHNL催化ATMS与丙酮氰醇不对称转氰的影响。该反应的最适有机相、最佳缓冲液pH、水含量(体积比)、ATMS与丙酮氰醇摩尔比、ATMS浓度、酶浓度、振荡速度和反应温度分别为异丙醚、5.4、13％、1：2、10mmol·L-1、35U/mL、190r/min和40℃。在最适反应条件下，反应初速度、底物转化率及产物对映体纯度分别为19.5mmol·L-1·h，99.0％及93.5％。 研究发现，MeHNL催化硅酮ATMS与丙酮氰醇不对称转氰反应的反应初速度、底物转化率及产物对映体纯度均大大高于其碳结构类似物的相应值。这是由于与DMBO相比，受硅原子的影响，ATMS与酶能够更紧密的结合，同时CN-对ATMS中羰基碳的进攻更为有利。对该反应的动力学参数的研究验证了以上假设。当丙酮氰醇大大过量时，该反应符合Michaelis-Menten方程，反应表观动力学参数分别为KmATMS=61.5mmol·L-1，VmaxATMS=50mmol·L-1·h，KmDMBO=161.5mmol·L-1，VmaxDMBO=16.7mmol·L-1·h，EaATMS=37kJ/mol，EaDMBO=49kJ/mol。另外两个甲基硅酮底物4-三甲基硅-3-丁炔-2-酮和4-三甲基硅氧基-3-戊烯-2-酮可能由于碳链较长，空间位阻过大不能进入酶分子的活性中心，因而MeHNL不能催化其与丙酮氰醇发生转氰反应。 与含乙腈、四氢呋喃的反应体系相比，在相同水含量下，PaHNL和MeHNL在含离子液体C4MIm·BF4的单相反应体系中均呈现出较高的催化活性和热稳定性。80℃下在C4MIm·BF4、乙腈和四氢呋喃中保存24小时后，PaHNL和MeHNL的残余活力分别为71％、22％、9％与66％，15％，4％。向缓冲液/异丙醚双相体系中添加少量的CNMIm·BF4(n=3～5)对非酶促ATMS及苯甲醛与丙酮氰醇的转氰反应有明显的抑制作用。添加适量(体积比2-6％)的离子液体CnMIm·BF4(n=3～6)能促进PaHNL催化ATMS、DMBO及苯甲醛与丙酮氰醇不对称转氰反应的速度，提高产物的对映体纯度，但添加任何浓度的四种离子液体均会降低MeHNL催化上述三种醛(酮)的转氰反应速度和产物的对映体纯度。 该项研究丰富了酶学基础理论知识，并拓展了酶的应用领域，提供了制备光学活性氰醇和有机硅化合物的行之有效的新途径。