腈水合酶(NHase，E C4.2.1.84)是一类催化腈化合物生成相应酰胺类化合物的酶。现在已被广泛应用于工业生产和环境保护方面，例如，全球每年利用腈水合酶生产的丙烯酰胺已超过40000吨。本文主要是针对红球菌Rhodococcuserythropolis AJ270腈水合酶进行了下面几方面研究。　　 利用超声破碎、硫酸铵分级分离、离子交换柱层析、疏水柱层析、分子筛柱层析的方法，将腈水合酶由红球菌Rhodococcus erythropolis AJ270中分离纯化出来，得到了纯度达到95％的酶蛋白，收率为23.96％。对纯化出的腈水合酶进行酶学性质研究，发现NHase的最适反应温度为25℃：最适pH值为7.6；重金属离子和氧化剂等物质对NHase具有强烈抑制作用；NHase作用的底物范围很广，脂肪族及芳香族底物均可催化：NHase对底物的催化具有立体选择性，其催化反式2，2-二甲基3-苯基环丙腈生成产物的ee值可达84.7％，在手性物质合成方面具有潜在的应用价值。　　 利用悬滴法将纯化的酶于4℃进行晶体培养，得到了高质量的晶体。结构解析(分辨率达到1.3 A)的结果显示，红球菌Rhodococcus erythropolis AJ270腈水合酶活性中心的铁离子与周围四个氨基酸、一个水分子形成六个配位键，其中，形成配位的两个半胱氨酸均被翻译后修饰成了亚磺酸(Cys-SO2H)形式，并且在活性中心与其他几个保守氨基酸形成了小的氢键网体系，维持活性中心的结构稳定。通过对活性中心的结构和α亚基90位的谷氨酰胺双构象现象的研究，提出了一种新的可能的腈水合酶催化机理：谷氨酰胺激活水分子，再由水分子对底物发动攻击。　　 将构建好的带有不同组合的腈水合酶α、β亚基结构基因和激活蛋白：P44k基因的载体转入大肠杆菌中表达，发现当腈水合酶α、β亚基与P44k蛋白在一个质粒上两个独立的阅读框中表达时，重组菌的酶活性最高，可以达到野生菌的2.1倍，培养时加入正丁酸和FeSO4可以增加此重组菌腈水合酶表达活性。在没有P44k蛋白存在下，伴侣蛋白GroEL-GroES可以增加酶活性，而有P44k蛋白时，则没有作用。重组菌对手性底物的催化具有对映选择性。对重组表达的腈水合酶进行了初步纯化，发现酶蛋白总是与P44k蛋白同时被沈脱，说明二者有相互作用。