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南极假丝酵母脂肪酶B(CALB)是一种具有广泛应用的脂肪酶,但其对洛芬类衍生物却具有较低的选择性。目前CALB已被通过不同的蛋白质策略对其多种催化性质进行了改造,却仅有很少的研究工作集中在提高CALB对手性羧酸的活性及选择性上。在本论文的第一部分中,为了提高CALB对洛芬类衍生物的活性及选择性,我们基于CALB的结构,利用组合活性位点饱和测试(CAST)和迭代突变(ISM)对其进行了定向进化。得到的CALB突变体对三种洛芬酯表现出了明显提高的活性及选择性,其中最优的具有4个取代的突变体对布洛芬、氟比洛芬、酮洛芬酯均为(S)-选择性,对映选择率分别为31、37和>200。分子模拟表明突变的残基对活性及选择性的提高具有协同效应。酮还原酶是一类对药物合成具有较强吸引力的重要生物催化剂。最近有两种来源于光滑假丝酵母的酮还原酶(CgKRs)被报道,但对CgKRs的底物范围及选择性却尚未有深入的研究。在本论文的第二部分中,我们利用前手性的取代苯乙酮衍生物作为底物,对这两种酮还原酶的活性及选择性进行了研究。结果表明CgKRs对取代苯乙酮衍生物的不对称还原反应具有极高的选择性及与底物结构相关的活性。有趣的是,CgKRs还原对位、间位取代苯乙酮时符合Prelog规则,而还原邻位取代苯乙酮则符合反Prelog规则,即CgKRs对对位、间位取代苯乙酮及对邻位取代苯乙酮展现出相反的选择性。我们利用同源模建及分子模拟得到结果能够进一步阐明上述选择性的机制。本实验室的前期工作表明天然产物莪术二酮能被黑曲霉羟基化,且细胞色素P450单加氧酶在其中发挥了关键的催化作用,同时莪二酮还可在酸性条件下转变为莪术内酯。在本论文的第三部分中,我们利用莪二酮的三个立体异构体作为底物,用黑曲霉进行了羟基化反应,并同时在酸性条件下进行了化学反应。结果表明两对对映异构体的反应路径是对映的,即互为对映异构体的莪二酮底物,经黑曲霉转化反应得到的3-羟基莪二酮也为对映异构体,酸性条件下的得到的莪术内酯同样为对映异构体。利用此反应我们得到了 4个3-羟基莪二酮立体异构体及4个莪术内酯立体异构体。同时,我们还通过基因挖掘得到了黑曲霉中的多个P450s,初步研究表明得到的P450s对莪二酮具有羟基化功能。