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维生素K2具有较高的生理药理价值。但现有化学合成和微生物从头合成工艺难以满足市场需求，因此，开发高效的维生素K2合成技术，具有重要的理论和实际意义。维生素K2可以通过对廉价的维生素K3异戊烯基化修饰获得，现有化学修饰手段条件苛刻，产物活性较低;生物转化修饰能避免这些不足。芳香族异戊烯基转移酶NovQ具有催化维生素K3的异戊烯基化修饰的能力，但由于NovQ原宿主蛋白表达量低，且对维生素K3耐受性较差，为实现从维生素K3到维生素K2的高效生物转化，本论文使用基因工程技术，在毕赤酵母中异源表达放线菌来源的芳香族异戊烯基转移酶NovQ，并以此为基础，系统性研究了从维生素K3到维生素K2的生物转化催化过程。 本文以来源于放线菌的异戊烯基转移酶基因novQ为目的基因，构建重组载体pPIC9-novQ，转化毕赤酵母GS115，经组氨酸营养缺陷培养基和菌落PCR筛选阳性克隆，通过dot-blot获得NovQ高产菌GS115-pPIC9-novQ-12(Gpn12)。 在250mL摇瓶中对Gpn12诱导发酵过程进行优化，经初始pH值8.0，摇瓶装液量10％，摇瓶转速250rpm，每24h添加甲醇诱导剂2％，25℃诱导96h后，菌体生物量为43.4g/L，NovQ产量较毕赤酵母表达手册标准诱导条件提高了10倍。在30dm3标准发酵罐上对Gpn12进行培养基流加发酵，经144h发酵，Gpn12菌体生物量达到112.7g/L，NovQ蛋白产量进一步提高超过50％。 对发酵获得的重组NovQ蛋白分子量进行检测，发现在摇瓶发酵上清液中，重组NovQ蛋白为分子量45kDa和40kDa的双组份蛋白。培养基流加发酵中，胞外NovQ为40kDa单一组分，胞内为45kDa单一组分。使用镍柱亲和层析和透析脱盐，对培养基流加发酵生产的NovQ蛋白进行纯化，得到了SDS-PAGE单一条带纯度的蛋白质。 研究重组NovQ催化维生素K3转化生成维生素K2的活性，发现NovQ在酸性和弱碱性环境中催化活性较高，Mg2+离子，聚氧乙烯油醚POE-20能有效促进NovQ发挥作用，而Cu2+，SDS强烈抑制酶的活性。使用纯化的NovQ催化维生素K3的异戊烯基化，产物为MK-1。含酶酵母活细胞催化维生素K3转化，产物为MK-1，MK-2和MK-3，其中MK-3为主要产物。使用摇瓶对活细胞转化条件进行优化，得出0.5％POE含量，Mg2+添加量10mg/L，pH8.0，还原型维生素K3添加量250mg/L，异戊烯醇添加量1.25g/L，甲醇添加量10mL/L，28℃催化反应16h的最优转化条件。在此条件下，MK-3产量可达81mg/L。在30dm3发酵罐上使用底物连续流加催化，将MK-3产量提高至91mg/L。使用高浓度活细胞悬液进行底物连续流加转化，MK-3产量进一步提高至189mg/L。成功实现了维生素K3到维生素K2的生物转化。 此外，本论文还对非水相印迹磷脂酶A1脱胶进行了相关研究。使用pH-卵磷脂双重印迹和硅藻土吸附固定化，大幅提高了磷脂酶A1在正己烷溶剂中的催化活性和底物特异性。并使用固定的印迹磷脂酶A1实现了高溶剂含量浸提混合油的酶法脱胶精炼。