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脂肪酶具有催化活性高、立体选择性好以及很好的底物多样性等优点,在有机合成中应用比较广泛。但是酶制剂往往对外界环境很敏感,加之有机合成反应类型多样,底物多变,所以导致酶在实际应用中常常不能表现出理想的催化活性和立体选择性,大大限制了酶的工业化应用。酶催化性能的调控方法主要包括蛋白质工程、介质工程和底物工程策略。本文选择脂肪酶催化的水解反应、胺解反应、MBH反应和Henry反应为模型反应,通过介质工程和底物工程策略对脂肪酶的催化性能进行调控,具体工作如下:首次利用大环多胺化合物（Macrocyclic tetraamines MTs）作为酶催化有机合成反应添加剂,应用到脂肪酶PCL催化（R,S）-N-（2-乙基-6-甲基苯基）丙氨酸甲酯（（R,S）-NEMPA-ME）水解制备高光学纯度的（S）-NEMPA的反应中,显著提高了脂肪酶PCL的催化活性及对映体选择性。实验结果表明,大环多胺化合物对反应的调控结果与其结构密切相关。最终筛选出的大环多胺类添加剂为MT#20,其最适添加量为9.6 mmol/L,与未添加大环多胺化合物的酶催化反应相比,反应初速度由0.5μmol/h提高到5.6μmol/h,提高了11倍。Morita–Baylis–Hillman（MBH）反应通常是由有机碱类催化剂进行催化,关于生物催化剂催化MBH反应的报道较少,并且反应产率较低。我们尝试利用应用广泛的脂肪酶催化MBH反应,但实验结果证明脂肪酶不能催化MBH反应进行。通过添加剂调控,发现酰胺化合物能够有效地激活该反应,在酰胺分子的协同作用下,成功实现了脂肪酶Novozym 435催化的MBH反应。在最佳反应条件下反应2天产率可达到43.4%,该结果高于目前文献报道的酶催化MBH反应。将脂肪酶/酰胺协同催化方法扩展到Aza-MBH反应中,成功实现了酶促Aza-MBH反应。深共融溶剂（DESs）作为一种新型溶剂,具有与离子液体相似的性质,并且价格低廉、易于制备。我们首次利用DESs作为酶促Henry反应的溶剂,成功实现了脂肪酶AS在DESs中催化的Henry反应。改变DESs溶剂含水量,发现DESs-H2O混合体系能够显著提高脂肪酶AS的催化活性。优化反应条件后,得到DESs溶剂最适含水量为30%,反应4小时,产率可达到92%以上,相较于纯水相及纯DESs溶剂系统,反应速度提高了近3倍。通过荧光光谱分析,发现脂肪酶AS在DESs-H2O混合溶剂中会形成一种更加松弛的构象,有利于酶与底物分子的接触,从而提高酶的催化活性。将DESs-H2O混合溶剂系统拓展到脂肪酶催化的Aza-Henry反应,成功实现了生物催化Aza-Henry反应,最终产率可达到38.7%。利用氯甲基甲醚（MOMCl）对咖啡酸进行修饰,得到MOM保护咖啡酸MOM酯,通过脂肪酶催化MOM保护咖啡酸MOM酯与手性胺之间的胺解反应,成功制备了高光学纯度的咖啡酸酰胺衍生物,产物对映体过量值达到85.1%。为了验证MOM酯的反应优势,分别合成了四类酚酸（肉桂酸、3,4-二甲氧基肉桂酸、MOM保护阿魏酸和MOM保护咖啡酸）的烷烃酯和MOM酯,在最优反应条件下与（R,S）-α-苯乙胺反应。发现经MOM基团修饰的酚酸化合物较经烷基基团修饰的酚酸化合物,具有更快的反应速度,反应速度提高1.3-3.3倍,并且酶可以保持其高立体选择性,产物对映体过量值（e.e.p）高达99%以上。总之,针对脂肪酶在催化水解反应、胺解反应和加成反应中存在的不足,我们通过底物工程和介质工程策略,显著提高了脂肪酶的催化活性,并且保持了酶的高立体选择性。本论文所建立的研究方法具有通用性,可以为其它酶催化有机合成反应的有效调控提供新的思路。