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氧化还原酶是在生物催化手性合成中有着重要应用的一类酶。由于氧化还原酶所催化的反应往往需要添加昂贵的辅酶(还原型辅酶Ⅰ NADH/NAD+,还原型辅酶Ⅱ NADPH/NADP+),因此辅酶再生成为氧化还原酶应用的一个亟待解决的问题。已有的辅酶再生方法包括化学法,酶法,电化学以及光化学方法等等,本文采用全细胞催化,并尝试了一种新的NADPH再生方法。R-(+)-4-氯-3羟基丁酸乙酯(Ethyl R-4-chloro-3-hydroxybutyrate,R-CHBE)是合成许多药物化合物的非常重要的手性中间体。本论文利用某些微生物能够不对称还原4-氯乙酰乙酸乙酯(Ethyl 4-chloroacetoacetate,COBE)得到R-(+)-4-氯-3羟基丁酸乙酯的特性,从赭色掷孢酵母(Sporobolomyces salmonicolor ZJU0307) 中克隆出醛基还原酶(NADP-dependenl Aldehyde reductase)基因,成功地构建了重组大肠杆菌E.coli M15(pQE30-alr0307) 。用重组菌作为催化剂,解决了用常规酵母细胞转化COBE,产物是部分外消旋的R,S-(+)-4-氯-3羟基丁酸乙酯,e.e.值较低的问题。利用微生物产酶催化还原COBE获得CHBE的过程需要辅酶NADPH参与提供氢原子。由于工程菌E.coli本身与酵母菌不同,没有完善的辅酶再生系统,因此往往需要额外添加NADPH和葡萄糖脱氢酶。为了避免使用这两种价格昂贵的物质,我们从巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium ZJU0310) 中克隆出6-磷酸葡萄糖脱氢酶(glucose-6-phosphate dehydrogenase)基因,构建了重组大肠杆菌E.coli M15(pQE30-gdh0310) ,能够表达葡萄糖脱氢酶,将葡萄糖转化为葡萄糖酸,同时将辅酶NADP+转化为NAPDH。两种工程菌按照一定比例混合转化的结果表明,工程菌E.coli M15(pQE30-gdh0310) 能够替代商业化的葡萄糖脱氢酶,NADPH也不需要额外添加,从而使微生物法生产(R)-CHBE向工业应用目标又前进了一步。