手性环氧化物和邻二醇是合成手性化合物的重要中间体,在功能材料、医药和农药等的合成中有着重要的应用价值。环氧化物水解酶（epoxide hydrolases,EHs）能催化外消旋环氧化物的选择性开环生成相应的手性邻二醇或选择性保留手性环氧化物。区域选择性高且互补的单一EH催化外消旋环氧化物对映归一性水解是制备手性邻二醇的理想途径,但目前仅有少数EHs具有此特性。本论文从菜豆（Phaseolus vulgaris）基因组中扩增了一种编码PvEH3的基因pveh3,并将其在大肠杆菌E.coli BL21（DE3）中成功实现异源表达;采用定点和迭代突变技术对PvEH3进行分子改造,以获得高活力和高区域选择性的PvEH3突变体;通过构建双相催化体系解除底物对最优突变体PvEH3^{G170E/F187L/P237L}的抑制作用。以菜豆总RNA为模板,采用逆转录PCR和巢式PCR技术扩增了一条新型环氧化物水解酶的编码基因pveh3,其长度为957 bp,编码318个氨基酸。一级和三维结构分析表明PvEH3属于α/β水解酶超家族,其催化三联体为D101-H297-D262,两个保守质子供体为Y150和Y232。SDS-PAGE结果显示PvEH3的表观分子量为36.1 kDa,催化特性研究表明PvEH3能催化对氯环氧苯乙烷（pCSO）的对映归一性水解,产物（R）-对氯苯乙二醇（pCPED）的对映体过量值（ee_p）为85.1%。PvEH3对（S）-和（R）-pCSO的区域选择性系数α_S和β_R分别为87.0%和98.0%。通过镍离子亲和层析柱对目的蛋白进行纯化,PvEH3的比活力为1.36 U·mg^-1,针对pCSO的动力学参数K_m和k_cat/K_m分别为6.60mM和0.583 mM^-1·s^-1。基于PvEH3与（R）-pCSO的分子对接模拟分析和与植物EHs的氨基酸序列比对结果对PvEH3的7个非保守氨基酸位点进行定点突变。其中突变体PvEH3^G170E全细胞比活力最高为12.86 U·g^-1 wcw,是PvEH3的3.7倍;PvEH3^F187L和PvEH3^P237L对映归一性最好,ee_p分别从PvEH3的85.1%提高至90.0%和91.2%。随后经组合点突变和迭代饱和突变获得最优突变体PvEH3^{G170E/F187L/P237L},其全细胞比活力从3.45提高至20.31 U·g^-1wcw,区域选择性系数α_S和β_R分别为95.0%和98.0%。纯化后PvEH3^{G170E/F187L/P237L}催化pCSO的K_m和k_cat/K_m分别为4.86 mM和1.81 mM^-1·s^-1。在环己烷的体积比为5%、全细胞催化剂与底物的重量比为12:1（w/w）的双相催化体系中,PvEH3^{G170E/F187L/P237L}全细胞催化200 mM pCSO对映归一性水解5.5 h后,产物（R）-pCPED的ee_p和产率分别为96.1%和98.0%,时空产率STY为6.16 g·L^-1·h^-1。底物谱分析表明,PvEH3能催化环氧苯乙烷（SO）及其4种衍生物的水解,取代基的类型和位置均影响其活力和对映归一性,PvEH3^{G170E/F187L/P237L}对5种底物的催化活力较PvEH3均有提高,是PvEH3的2.1⁵.9倍。