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卤醇脱卤酶可以催化邻卤醇脱卤及非自然亲和试剂介导的环氧化物Cβ开环反应，因此可用于降解环境污染物和合成手性β-取代醇，具有很高的工业应用前景。尽管野生型HheC对短链底物具有很高的催化活性的对R型底物的立体偏好性，对其改造得到的优秀突变体也已用于化工生产，目前仍缺少对长链底物具有高催化活性和高S型立体偏好性的突变体，这限制了卤醇脱卤酶在工业应用中的使用范围。野生型HheA是获得此种突变体的一个很好的改造模板。虽然HheA与HheC序列相似度很低，但它们的三维结构非常相似。本文综合对HheA和HheC的三维结构和催化机理的研究，发现HheA具有与HheC类似的三个参与组成活性位点的Loop结构。本文聚焦于此三个Loop结构上，对HheA进行了结构指导的“半理性”进化。突变体文库的筛选是酶进化中难以避免却又往往费时费力的步骤，在对HheA进行改造的过程中，本文提出了高效率的“small-intelligent”饱和突变方法来构建HheA的饱和突变文库，此方法通过合理设计突变引物来缩小突变体文库的体积，减小文库筛选的工作量。对HheA的改造最终得到了数个具有高催化活性和立体选择性的突变体，其中的最优突变体HheAN178A对脱卤反应的催化活性比野生型提高了5倍，对S型底物的立体偏好性较野生型提高了100倍以上（Ecal.值从2提高到200以上）；对环氧化物Cβ开环反应的S型底物立体偏好性提高到野生型的50倍以上，其在脱卤和开环反应的动力学拆分中均具有很高的对映体过量百分数（e.e.≥93%）。通过对突变结果的分子对接分析初步揭示了几个“热点”残基影响HheA的活性和立体选择性的的分子机制。与此同时，对HheA和相关底物进行的分子对接分析预测了其他对HheA的催化活性和立体选择性有重要作用的“热点”残基和区域。一系列工作为HheA的进一步研究与改造积累了一定的信息。