手性醇是一类重要的有机合成砌块，广泛应用于合成结构更加复杂的生物活性物质和材料。以羰基还原酶催化还原前手性酮是制备手性醇的重要方法之一。近年来，利用羰基还原酶工业化生产手性醇进入加速阶段，不断有新的不对称还原反应被成功应用于结构复杂的高附加值中间体和原料药的大规模生产。光学活性(R)-3，5-双三氟甲基苯乙醇是手性药物阿瑞匹坦的中间体。目前制备该中间体的主流工艺是化学催化不对称还原。以生物催化方法制备该中间体需要符合anti-Prelog规则的羰基还原酶，而自然界中这类羰基还原酶的数量很少。本研究从环境中筛选符合anti-Prelog规则的高效羰基还原酶，以期开发具有工业应用潜力的绿色生物催化路线。具体研究内容如下:　　1)通过建立较为快速的菌株筛选方法，以3,5-双三氟甲基苯乙酮为唯一碳源，经多轮富集筛选获得了5株高立体选择性菌株(ee＞92％)。其中金黄杆菌Chryseobacterium sp.CA49所产羰基还原酶的活力最高，其全细胞24h可完全转化高达50g/l底物，生成单一(R)-异构体(＞99％ee)，但是产物的分离产率不到50％。基于这一缺陷，本研究转而采用重组酶作为生物催化剂的策略。　　由于微生物中含有数量较大的羰基还原酶，且序列一致性不高，难以采用直接设计简并引物克隆目标基因的方式，因此本研究以全基因组测序的方法调取金黄杆菌CA49中可能的羰基还原酶。根据该菌株的基因组框架图，识别了该菌中27个与短链脱氢酶相关的属于COG1028直系同源簇的基因，并将它们全部在大肠杆菌中进行了异源表达。根据酶的立体选择性、基因转录、酶活力等信息确定了原始菌株金黄杆菌CA49生物催化中的关键羰基还原酶ChKRED20。该酶包含249氨基酸，属于短链脱氢酶家族，与功能酶LSADH具有最高相似度为51％，与GenBank中假定蛋白的最高相似度为76％，催化过程符合anti-Prelog规则，偏好NADH为辅酶。　　2)为促进ChKRED20生产阿瑞匹坦中间体的工业应用，构建了该酶以异丙醇为辅底物的高效辅酶循环体系，并优化了重组酶的表达条件。通过考察其粗酶的底物耐受性，发现在粗酶粉为2g/l,底物浓度为150g/l时，可实现24h内转化率99％以上，产物ee值＞99.9％。同时发现ChKRED20具有较广泛的底物谱，还可以高效催化制备(S)-2-氯-1-（3，4-二氟苯基）乙醇，该化合物是新型治疗急性冠状动脉综合征的药物替格瑞洛的关键中间体。在粗酶粉5g/l，底物浓度100g/l时，可实现20h内转化效率＞98％，ee值＞99％。在这两种手性醇制备中，其各项关键指标都达到羰基还原酶应用领域的基本要求，具有较大的工业化应用潜力。　　3)为提高酶的使用效率和时空产率，本研究探索了ChKRED20固定化酶技术用于生物催化。利用重组酶ChKRED20具有组氨酸标签，能够与镍离子亲和层析柱结合的特点，以简便的方法制备了固定化酶。筛选了多种固定化材料，并对固定化酶催化性能进行评估。以固定化酶进行批次反应时，经8轮反应后，反复利用的酶依然可以催化150g/l底物(2a)，24h内转化率＞90％，产物ee值＞99％。这些结果表明固定化酶的性能较稳定，促使我们进一步考察了效率更高的固定床连续反应模式。我们研究了组氨酸标签长度和缓冲液对结合能力的影响。在优化条件下，连续反应模式生产替格瑞洛中间体，底物浓度为50g/l，连续反应24h，转化率保持在98％以上;生产阿瑞匹坦中间体，底物浓度100g/l时，连续反应72h，转化率＞99％;其时空产率分别达到60g/(l.h)和1000g/(l.h)以上。以ChKRED20的耐热性突变体连续反应生产替格瑞洛中间体的时空效率提高了50％。　　综上，本研究通过筛选高效产酶菌株金黄杆菌CA49，识别了其关键羰基还原酶ChKRED20，经催化性能评估，该酶在阿瑞匹坦和替格瑞洛中间体生产中具有工业应用潜力，并进一步以固定化酶生物催化，大幅度提高了时空产率。