本报告以生物催化法生产高值化合物为研究目的,通过全细胞催化、化学酶法偶联催化等技术,实现D-2-羟基丁酸与N-乙酰-D-神经氨酸的生产。　　 手性2.羟基丁酸在有机、制药工业及科学研究中有着广泛用途,D-2-羟基丁酸可作为手性甘醇、卤代酯、氨基酸类化合物合成的前体。D-2-羟基丁酸还可以用于抗肿瘤抗生素的合成。D-2-羟基丁酸最重要的用途是用来合成生物可降解性聚合物-聚2-羟基丁酸。聚2-羟基丁酸易水解,可以应用于生物医学、制药、生物可降解材料等方面。　　 以热处理的施氏假单胞菌SDM全细胞为催化剂,外消旋2-羟基丁酸为底物,立体选择性拆分获得高光学纯度的D-2-羟基丁酸。在最佳生物转化条件,即转化液组成为外消旋2-羟基丁酸0.4 M,热处理后施氏假单胞菌SDM全细胞6克干细胞/升,30℃,pH7.5条件下,以150转/分钟振荡12小时,摇瓶体系中D-2-羟基丁酸含量达197 mM,对映体过量值达到99.1％。　　 生物催化外消旋2-羟基丁酸生成D-2羟基丁酸反应体系中含有目的产物D-2-羟基丁酸以及L-2-羟基丁酸氧化产物2-酮基丁酸。为了实现生物催化体系中D-2-羟基丁酸与2-酮基丁酸的有效分离,研究了不同的离子交换树脂对D-2-羟基丁酸与2-酮基丁酸的吸附能力,选取离子交换树脂D301用于后续实验操作,实现了生物催化体系中D-2-羟基丁酸的分离,经色谱检测D-2-羟基丁酸收率为84.7%,纯度为98.7%　　 建立了以氧化葡萄糖酸杆菌DSM2003为催化剂,外消旋1,2-丁二醇为底物,生物转化外消旋1,2-丁二醇合成手性D-2-羟基丁酸的生产工艺,在最佳生物转化条件,即转化液组成为1,2-丁二醇40克/升,氧化葡萄糖酸杆菌DSM2003为60克湿细胞/升,30℃,pH7条件下反应14小时,D-2羟基丁酸的产量为18.5克/升,对映体过量值为99.7%。　　 唾液酸是神经氨酸衍生物家族的总称,N-乙酰-D-神经氨酸是唾液酸家族中分布较广泛的酸性氨基糖,在生物体中具有重要的生理功能,是合成许多药物的重要中间体。　　 前期将N-乙酰-D-神经氨酸醛缩酶的基因nanA连入了枯草芽孢表面展示载体中,实现了N-乙酰-D-神经氨酸醛缩酶的芽孢表面展示,可催化N-乙酰-D-甘露糖胺与丙酮酸合成N-乙酰-D-神经氨酸。芽孢表面展示N-乙酰-D-神经氨酸醛缩酶具有较高的pH稳定性,鉴于N-乙酰-D-甘露糖胺价格昂贵,本工作将碱催化的N-乙酰-D-葡萄糖胺异构化为N-乙酰-D-甘露糖胺的反应,与N-乙酰-D-神经氨酸醛缩酶催化的N-乙酰-D-神经氨酸合成反应偶联起来,实现了化学酶法生产N-乙酰-D-神经氨酸,N-乙酰-D-神经氨酸达到53.9克/升。