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(2S,3R)-2-苯甲酰氨甲基-3-羟基丁酸甲酯((2S,3R)-BHBM)是一种重要的手性化合物,可用于合成碳青霉烯和青霉烯类抗生素,如亚胺培南、法罗培南、美罗培南等。生物催化外消旋2-苯甲酰氨甲基-3-羰基丁酸甲酯(BOBM)的不对称还原是制备(2S,3R)-BHBM的重要方法之一。本文首先筛选获得了一种来源于乳酸杆菌Lactobacillus kefiri DSM 20587的NADPH依赖型的羰基还原酶AdhR,能催化BOBM合成(2S,3R)-BHBM, 产物对映体过量值(e.e)>99%。将其在不同的表达体系中进行表达,综合蛋白表达水平和催化,从中选出酶活最高的重组菌E.coli BL21(DE3)/pET30a(+)-AdhR,其活力为12.23U/mL。通过产酶条件优化,摇瓶培养OD600达到7.18,酶活为38.65U/mL。在此基础上进行了分批和补料发酵,通过恒速流加,菌体干重达到41.5g/L,酶活达到221U/mL,比在LB培养基中的酶活提高了18倍。其次,由于不对称还原BOBM时需要辅酶NADPH的参与,为了避免过多使用价格昂贵的辅酶,构建了表达葡萄糖脱氢酶的工程菌,采用酶耦联法来实现辅酶的再生。对几种酶法再生辅酶策略进行考察与比较后选取了其中相对最优的双菌双酶耦联法,以实现辅酶的高效再生。最后,对双菌双酶耦联催化工艺进行了研究,主要考察双菌细胞量比例、全细胞用量、NADP+浓度等方面对反应的影响。结果表明：在450g/L的底物浓度下,采用7.78gDcw/L重组菌E.coli BL21(DE3)/pET30a(+)-AdhR全细胞进行催化反应,双菌的投入酶活比为1：1,辅助底物葡萄糖与底物的摩尔比为1.5：1,异丙醇用量5%(VN),在30℃下,外加0.2mmo]/L辅酶NADP+,反应48h后,产物的得率超过95%,产物的时空产率为9.375g/L·h,产物对映体过量值(e.e)>99%,非对映体过量值(d.e)>99%,辅酶的总转换数TTN为8671,高于现有的文献报道水平。此结果也表明双菌耦联体系在(2S,3R)-BHBM的制备方面具有较强的工业应用前景。