本文以Rhodobacter sp. LHS-305在大肠杆菌中表达的重组腈水解酶为研究对象。在对其催化特性研究基础上,通过改进反应体系提高催化速率、底物浓度以及产物e.e.值。通过复合材料固定化细胞显著提高其稳定性。第一部分,优化重组腈水解酶制备条件,进行底物谱分析,确定该酶具有的区域和立体选择性,测定温度、pH以及底物浓度对催化活力的影响。第二部分,首次将环糊精应用于腈水解酶催化反应中,通过其对苯丙氨腈的包结,提高催化效率。β-CD和HP-β-CD、RM-β-CD可使催化速率分别提高为对照的245%、234%、204%。优化包结物制备条件,确定最佳温度为50℃,最佳时间为80min。环糊精与底物最佳摩尔比为1：1。反应体系改进后,达到最大反应初速度的苯丙氨腈浓度由100mM提高至200mM,而两相体系只由100mM提高至150mM。添加200mM苯丙氨腈,转化率达到50%所需时间是改进前的3/8。由于环糊精包结对映体方式不同,抑制副产物产生,产物e.e.值由65%提高至83%。第三部分,综合常用固定化材料优点,以磁性材料为无机内核,聚乙烯醇(PVA)为外壳,利用海藻酸钠(SA)辅助成型,制备性能更优良的复合材料固定化大肠杆菌。1.解决PVA成球问题。2.利用磁性材料减少细胞丢失及其破损造成的酶丢失。3.增强稳定性。确定添加PVA的最佳质量浓度为7.0%,SA为1.5%,最佳细胞上载量为50g/L。固定化使最适反应温度由40℃提高至45℃,温度和pH稳定性明显提高。连续使用10批次,酶活仍保持85%,而游离细胞只有40%,底物抑制性得到进一步改善。综上所述,本文所用方法不仅使该酶性质得到改善,同时具有通用性,能够为相关研究提供方法参考。