光酶催化兼具光催化的高反应活性和酶催化的优异选择性,还具有可持续发展的特点,近年来成为了研究热点之一。通过光/酶串联反应和光激发辅酶依赖型氧化还原酶引发的多功能性反应,极大丰富了酶催化能实现的有机反应类型。因此,开展光酶催化的研究,不仅能够拓展酶催化的使用方式和应用范围,为手性化合物的高效、绿色合成提供新的方案,也能更好地认识酶催化的特点及其新功能的机理,因此具有重要的科学意义和应用价值。论文采用光催化氧化和酮还原酶串联,成功实现一系列具有手性互补的仲醇的高效合成。首先通过烷基苯的光催化羰基化反应结合酮还原酶催化的羰基还原,实现了从烷基苯到手性仲醇的合成。其中串联来源于耐热克鲁维酵母菌的酮还原酶Kt CR可以合成（R）-构型的仲醇,从乙苯到苯乙醇的模型反应可以获得86%产率,99%e.e.值;而串联来源于枯草芽孢杆菌的酮还原酶Ytb E则可以合成（S）-构型的仲醇,模型反应可以获得34%产率,99%e.e.值。该方法适用于苯环上具有不同电性取代结构的大部分底物,且都能获得较好的选择性。另外,通过外消旋苯乙醇类化合物的光催化氧化反应结合酮还原酶催化的羰基还原,实现了α-苯乙醇类化合物的去消旋化。串联Kt CR催化的模型反应可以95%产率和99%e.e.值得到产物（R）-1-苯乙醇;串联来源于罗尔斯通氏菌的酮还原酶Ras ADH催化的模型反应可以96%产率和99%e.e.值得到产物（S）-1-苯乙醇。论文利用光激发黄素依赖型环己酮单加氧酶催化的还原脱卤多功能性反应实现手性氟代酮的合成。以2-氯-2-氟-1-四氢萘酮作为模型底物,通过对酶活性中心系列位点的定点突变,筛选出可以高效催化反应的突变株L144A和L435V,能够取得99%产率和99:1 e.r.值。反应具有良好的底物普适性。根据机理探究和计算模拟实验,提出了可能的反应机理,底物与酶形成电子给受体复合物,在光激发下底物脱卤形成自由基,再经过电子转移/质子转移过程,最终形成产物。产物中的氢来自于反应过程中的溶剂水。在后续研究中发现,该方法也能催化二卤代酮的脱卤反应;而且催化得到的还原脱卤产物手性氟代酮还可以进一步应用于酮还原酶催化的羰基还原反应中,最终成功获得了（1R,2S）-氟代醇和（1S,2S）-氟代醇,进一步拓宽了反应的应用性。论文进一步将光激发环己酮单加氧酶催化的还原脱卤多功能性反应用于氘代化合物的立体选择性合成中。反应以环己酮单加氧酶突变株的冻干酶粉为催化剂,氘水作为溶剂和氘源,2-氯-2-氟-1-四氢萘酮作为模型底物,通过助溶剂种类、比例、反应温度、酶量和反应时间的优化,模型反应能够取得92%产率、98%e.e.值和96%氘代率。在最优条件下,对反应的底物普适性进行探究,突变株L144A和L435V对一系列苯环上不同取代的2-氯-2-氟-1-四氢萘酮底物,能以58-92%的产率,91-98%e.e.值,和94-97%的氘代率获得相应氘代产物。本方法还能够实现2-甲基-1-四氢萘酮羰基α位氘代反应（90%产率,98%e.e.值和93%氘代率）,并实现了药物多奈哌齐的羰基α位氘代产物的合成（66%产率和70%氘代率）,显示出此方法在氘代药物合成中的应用潜力。最后,论文以来源于短乳杆菌的还原型辅酶Ⅱ依赖型酮还原酶Lb ADH为催化剂,以苄基碘与2-甲烯基丁内酯作为模型底物,对光激发Lb ADH催化的Giese自由基加成反应活性进行考察。通过对蛋白活性中心系列位点进行定点突变,E144F/V195F显著提高了反应的活性和选择性,能以77%产率和95%e.e.值完成转化。该方法能够催化苯环上不同取代基团的苄基碘化合物与2-甲烯基丁内酯发生自由基加成反应,以85%-93%e.e.值得到相应产物。最后,通过机理探究实验,提出了可能的反应机理。