可在非水相体系高效催化不对称还原反应制备手性化合物的氧化还原酶具有重要科学意义与工业应用前景。本研究目的是构建并获取具有有机溶剂耐受性的新型苹果酸脱氢酶（MDH）以及能特异性催化非天然氨基酸底物的,耐有机溶剂耐热的苯丙氨酸脱氢酶（PheDH）。为了提高依赖NADH的氧化还原酶的抗逆性能,将分子动力学模拟与蛋白质设计相结合,从嗜盐嗜热酶的构效关系出发,基于抗逆结构单元的划分、提取和模块组装获得新型抗逆酶。采用分子动力学模拟等方法对组装酶的结构相容性和动态协同性进行评估和优化,并实验验证酶热稳定性和耐有机溶剂特性等抗逆性能。首先,对已具有明确蛋白结构的耐盐耐热苹果酸脱氢酶（PDB:106Z、2J5R、1BMD、2CVQ）在0.1M、1.5M、3M盐浓度下进行了40 ns的分子动力学模拟,通过分析RMSF与RMSD值确定了组装的框架蛋白为106Z。划分motif作为组装模块进而对蛋白质进行组装改造,以保证设计获得的蛋白质结构的相容性。结合分子动力学模拟的结果,对motif进行筛选并进行蛋白的模块设计组装,获得MDH01-04四个新型苹果酸脱氢酶。将组装获得的酶分别进行同源建模,并进行分子动力学模拟评估结构相容性和热稳定性,筛选得到最佳的组装酶为MDH03。并比较研究了 MDH03与106Z分子动力学数据和氨基酸相互作用网络的强度,确定了 MDH03具有更好的稳定性。其次,对MDH03进行了基因合成、表达纯化,以及抗逆性能的检测。MDH03催化反应的最适温度为50℃。在50-55℃之间时,该酶具有良好的温度稳定性,能够在2.5 h内保持60%以上的酶活。MDH03与106Z比较,表明改造后酶对碱性环境耐受性明显提高。最适pH值从7.0提升到8.5,且在8.0-10.0中1h后具有70%的酶活。耐有机溶剂性能检测显示,在30%的甲苯,10%的环己烷,30%的丙酮和30%的乙烷等有机溶剂中,酶活显著提高,组装酶展现了优秀的有机溶剂耐受性。最后,结合模块组装和定点突变的策略,从嗜热蛋白谷氨酸脱氢酶（PDB ID:1GTM）出发进行氨基酸脱氢酶的模块组装以提升酶的抗逆性。进而对底物结合位点改造,基于分子对接通过多点饱和突变,提高其对非天然氨基底物的催化活性。本研究从“认识表征”到“设计创新”,揭示耐盐耐热氧化还原酶的抗逆机制,为挖掘极端酶抗逆元件提供借鉴,为新型抗逆氧化还原酶的设计组装奠定基础。