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微型生物催化用于天然产物的糖基定向改造,可显著提高糖苷酶催化的反应速率和选择性。然而,天然来源的糖苷酶含量低,分离纯化步骤繁琐,固定化在微通道内困难且容易堵塞,在一定程度上限制了工业化应用。为此,本文以α-L-鼠李糖苷酶（α-L-rhamnosidase,RHA）定向催化水解芦丁合成异槲皮苷为研究对象,利用基因工程手段分别在不同宿主菌株中实现RHA的异源表达,并探究其水解芦丁的催化性能。主要研究内容如下:（1）采用密码子优化技术改善来源于黑曲霉Aspergillus niger的α-L-鼠李糖苷酶基因（rhaA）密码子的偏爱性和适应性,以提高异源蛋白表达量,将密码子优化的α-L-鼠李糖苷酶（coRhaA）展示到酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae EBY100细胞表面。结果表明,与原始基因菌株相比,密码子优化后α-L-鼠李糖苷酶（coRhaA）表达量为320±10 mg/L,提高了2.9倍;培养60 h后coRhaA的酶活力为56.9±2.9 U/g,相同酶量下酶活力提高了2.7倍。以四硝基甲苯-α-L-鼠李糖苷（p-nitrophenyl-α-L-rhamnopyranoside,pNPR）为底物检测酶活力,coRhaA的最适pH及温度分别为5.0和45°C;以芦丁为底物,在pH 5.0、60°C时,coRha A水解芦丁合成异槲皮苷的得率为79.8±3.1%。（2）利用大肠杆菌Escherichia coli BL21（DE3）异源表达来源于大象粪便拟杆菌属Bacteroides nordii中分离的新型α-L-鼠李糖苷酶基因（rhaB1）,构建重组菌株E.coli BL21-pET21a-rhaB1,表达水解酶GH78基因家族的一个全新亚类α-L-鼠李糖苷酶（RhaB1）。酶学性质分析结果表明:RhaB1属于胞内酶,与RhaB1粗酶液相比,纯化后RhaB1的酶活力损失了37.7%。在常规反应器中,以pNPR为底物,检测RhaB1粗酶液的酶活力,其最适温度和pH分别为45°C和6.0-6.5;酶促水解pNPR的Km值为2.175 g/L,vmax为0.335[g/（L×min）]。当底物浓度为0.02 g/L、温度为35°C时,RhaB1粗酶液在pH 5.0-6.0的反应体系中催化水解芦丁反应10 h,产物异槲皮苷的得率高达98.3±3.8%。（3）通过添加适当比例的离子液体[Toma][Tf2N]作为共溶剂,构建了微通道反应器中定向水解芦丁生物转化合成异槲皮苷的新体系。在含有0.02 g/mL[Toma][Tf2N]的反应介质中,异槲皮苷的得率高达99.3±5.1%（反应温度35°C、pH 5.0-6.0、底物浓度0.02g/L、流速2μL/min）。与常规反应器相比,在微通道反应器中反应时间缩短了98.3%,Km值减小为原来的1/3,vmax/Km提高了65.7倍,时空产率提高了61.4倍。圆二色谱法（Circular dichroism）证实了0.02 g/mL[Toma][Tf2N]通过调控RhaB1的微观结构进而减弱蛋白在微通道反应器的富集沉淀,且这种微观调控没有改变RhaB1的酶活力。综上所述,通过密码子优化有效提高了异源蛋白表面展示的表达量,将重组RhaB1超声提取的粗酶液直接用于微通道反应器内定向水解芦丁,并在微通道反应器中加入离子液体建立共溶剂体系,具有常规反应器所无法比拟的过程强化优势,可大大提高时空合成效率,对珍稀且具有高附加值的天然药物的高效生物制造具有良好的应用前景。