核苷类似物是重要的抗病毒和抗癌试剂，但该类药物在临床上存在毒副作用大、口服生物利用度低等缺陷。据报道糖基化修饰能显著降低核苷类药物的毒副作用，或/并改善其药代动力学性质。针对化学法合成二糖核苷存在区域选择性差、需要保护/脱保护步骤和环境不友好等问题，本论文以牛肝β-半乳糖苷酶为生物催化剂，建立了高效、高选择性合成二糖核苷的生物催化体系。首先，对来源于牛肝的β-半乳糖苷酶进行分离纯化及酶学性质研究；随后，分别以该酶催化5-氟-2′-脱氧尿苷（FUdR）岩藻糖基化和阿昔洛韦半乳糖基化为模型反应，探讨了各因素对酶催化脱氧核糖核苷及无环核苷糖基化反应的影响规律；最后，研究了牛肝β-半乳糖苷酶在核苷糖基化反应中的底物识别规律并合成了一系列含β-岩藻糖基及β-半乳糖基的二糖核苷。牛肝粗酶液经(NH4)2SO4沉淀、疏水层析、阴离子交换层析和凝胶层析得到电泳纯牛肝β-半乳糖苷酶，纯化倍数为62，活性收率为24%。该酶经SDS-PAGE，凝胶过滤色谱和MALDI-TOF质谱测得分子量分别为54、60和57kDa。以对硝基苯基-β-半乳糖苷（pNPGal）为底物，其水解反应最适pH为7.0，最适温度为40℃；且该酶在pH4.5-8.0及温度低于40℃时具有较好的稳定性；在5mMHg2+和Ag+的水溶液中，该酶活性完全被抑制。底物特异性研究表明，该酶对pNPGal、对硝基苯基-β-岩藻糖苷（pNPF）、对硝基苯基-β-葡萄糖苷（pNPGlu）均有较好的水解活力，对pNPGal（Vmax/Km值，0.0173min-1）、pNPF（0.0156min-1）和pNPGlu（0.0126min-1）催化效率依次减弱。以牛肝β-半乳糖苷酶催化FUdR区域选择性岩藻糖基化反应为模型，研究了四个关键因素对酶反应的影响。其最适酶量、缓冲液pH、反应温度和底物摩尔比（FUdR/pNPF）分别为0.104U/mL、7.0、40℃和3:1。在此最适条件下，该反应的初速度、最大产率及5′-区域选择性分别为0.30mM/h、52%及97%。在上述条件下，合成了一系列含β-岩藻糖基的二糖核苷，其中嘧啶类核苷的5′-O-β-D-岩藻糖基衍生物产率介于44-60%，并且研究发现5′-区域选择性随着嘧啶类核苷5-位基团的增大而降低。此外，研究发现该酶也可催化无环核苷(阿昔洛韦和更昔洛韦)进行岩藻糖基化反应，产率分别为36%和32%。以牛肝β-半乳糖苷酶催化阿昔洛韦区域选择性半乳糖基化反应为模型，对该反应的四个关键因素进行了优化。其最适酶量、缓冲液pH、反应温度和底物摩尔比（阿昔洛韦/oNPGal）分别为0.225U/mL、7.0、40℃和2.5:1。在上述最适反应条件下，该酶促阿昔洛韦半乳糖基化反应初速度和最大产率分别为0.40mM/h和26%。通过该酶法途径，成功合成了四种含β-半乳糖基的二糖核苷，产率介于25-71%。本研究不仅丰富了牛肝β-半乳糖苷酶酶学基础理论知识，而且开辟了一条核苷类化合物高效、高区域选择性糖基化的新途径，并成功地合成了几种结构新颖的核苷糖基化衍生物。