β-羟基-α-氨基酸作为一类具有重要作用的非天然氨基酸,可用于多种生物活性产品。在本研究中,通过基因挖掘从Pseudomonas sp.中获得一种新的L-苏氨酸转醛酶（Pm LTTA）,可催化底物L-苏氨酸和苯甲醛合成L-苏-苯基丝氨酸,具有较高活性和非对映选择性。然而,转醛反应中存在醛的抑制以及动力学和热力学控制的干扰,限制了其应用。为解决这些问题,首先引入乙醇脱氢酶去除副产物乙醛,然后引入羧酸还原酶减轻底物苯甲醛的抑制。成功构建了包含羧酸还原酶、Pm LTTA、乙醇脱氢酶和葡萄糖脱氢酶的多酶级联反应。最后,通过对多酶级联反应的影响因素进行优化,提升了多酶级联反应的转化率和非对映选择性。主要研究内容和结果如下:（1）L-苏氨酸转醛酶的基因挖掘。通过基因挖掘从数据库中获得了可用于合成手性β-羟基-α-氨基酸的L-苏氨酸转醛酶Pm LTTA,对其进行纯化和酶学性质表征。Pm LTTA粗酶比活力为0.33 U·mg-1,纯酶比活力为5.48 U·mg-1,最适p H和温度分别为p H 8.0和70°C。Pm LTTA是一个非金属依赖型且热稳定性较好的转醛酶。通过测定Pm LTTA添加量和反应时间对L-苏氨酸转醛酶反应的影响,发现转醛的转化率始终低于25%,且非对映选择性会随反应时间延长而降低。（2）L-苏氨酸转醛酶反应瓶颈的解除。为解决转醛反应的瓶颈问题,引入乙醇脱氢酶（Sc ADH）将副产物乙醛转化为乙醇,使反应不再因乙醛的积累而导致转化率降低,且通过去除乙醛使平衡向产物生成方向移动,克服热力学限制,使非对映选择性随反应时间延长依保持稳定。在引入Sc ADH后,多酶级联反应转化率达到29.4%,de值达到93.4%且保持稳定。此外,羧酸还原酶（Anc CAR-A）可将苯甲酸钠转化成苯甲醛,作为Pm LTTA的底物,使反应体系中的苯甲醛保持在较低的水平,从而降低其对Pm LTTA的抑制作用。此外,以水溶性苯甲酸钠为起始底物,可避免添加DMSO等对酶有毒害作用的有机助溶剂。引入Anc CAR-A后反应转化率达到25.8%,de值达到96.5%。（3）多酶级联反应的条件优化。构建了一个包含Anc CAR-A、Pm LTTA、Sc ADH和Bm GDH的多酶级联反应,以廉价易得的工业副产物苯甲酸钠为起始底物合成手性苯基丝氨酸。考察了助溶剂、ATP浓度、p H值、温度、CAR与LTTA的酶负载比和L-苏氨酸添加量等对多酶级联反应的影响,确定了级联反应的最佳条件:缓冲液为p H 8.0HEPES,ATP浓度为10 m M,反应温度为25℃,Anc CAR-A与Pm LTTA的酶负载比为1:10,L-苏氨酸与苯甲酸钠的比例为2.5:1。该级联反应体系在最适条件和10 m M底物浓度下,转化率和de值达到57.1%和95.3%。本研究为从工业副产物合成手性β-羟基-α-氨基酸提供了一种高效的级联反应体系,并为优化受醛类影响的级联反应和处理复杂的动力学/热力学控制问题提供了指导。