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具有光学活性的羟基化合物是手性药物合成的重要中间体。利用微生物细胞或酶进行生物催化制备手性化合物具有反应条件温和、转化率高和立体选择性高等优点，是一条有效的合成手性化合物途径。(S)-4-氯-3羟基丁酸乙酯(Ethyl S-4-chloro-3-hydorxybuytrate，S-CHBE)是合成甲基戊二酰辅酶A (HMG-CoA)还原酶抑制剂的关键手性砌块。其经济有效的制备途径是以4-氯乙酰乙酸乙酯(Ethyl4-chloroacetoacetate，COBE)为原料，由生物催化不对称还原获得。本研究利用jcat软件，对来源于Candida magnoliae (Genbank Ace. No. JC7338;GI:11360538)的氨基酸序列进行了E. coli密码子偏嗜性优化，人工设计并合成了酮还原酶（Ketoreductase， KRED）基因序列，成功地构建了重组大肠杆菌BL21/pET28a-kred。对该重组菌进行发酵和诱导条件优化，该重组菌表达酮还原酶比酶活达到了11.49U/mg。利用重组菌E. coli BL21/pET28a-kred可以不对称还原COBE生成S-CHBE。由于利用重组菌E. coli BL21/pET28a-kred不对称还原COBE制备S-CHBE的反应需要辅酶NAD(P)H参与提供氢原子。为了避免过多的使用昂贵的辅酶，本研究从枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)中克隆出葡萄糖脱氢酶(glucose dehydrogenase，GDH)基因，构建重组菌E. coli BL21/pET28a-gdh，实现了葡萄糖脱氢酶高效表达。该重组菌利用葡萄糖作为底物可为反应提供还原力。对重组菌E. coli BL21/pET28a-kred与E. coli BL21/pET28a-gdh偶联不对称催化COBE的工艺进行优化，研究结果表明：在单水相中（磷酸盐缓冲体系pH7.0）、25C、葡萄糖50g/L以及底物COBE24.2g/L的条件下反应12h，双重组菌按照菌体湿重1:1比例（分别为20g/L）混合，产物S-CHBE的得率达到92.6%，对映体过量值（e.e）达100%。反应中无需要额外添加辅酶NADP+。该研究结果充分显示了酮还原酶KRED在手性醇合成中具有良好的应用前景，为利用微生物工业化制备(S)-CHBE奠定了坚实基础。