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生物转化法在精细化学品以及医药中间体的合成中已经成为了一种流行的方法。腈水解酶能够水解腈类物质生成相应的羧酸类物质，由于腈水解酶针对某些特定底物所表现出的立体选择性以及区域选择性使其成为了一种极具开发潜力与应用价值的工业酶。基于腈水解酶在高附加值的羧酸类医药中间体合成中的应用，本课题开展了新型腈水解酶资源的筛选开发以及针对特定产物制的制备工艺路线开发等研究。主要研究成果如下: 首先，建立了腈水解酶介导的（R)-（-）-扁桃酸制备法。主要包括三个步骤:催化剂的制备、催化工艺和分离纯化。在工程菌静息细胞的制备中，经过28h发酵后，酶产量与比活达到最高值，分别为18000kU/L以及501.9kU/g dcw;此外生物量达到了35.9gdcw/L。利用全细胞催化扁桃腈水解制备(R)-(-)-扁桃酸，在200mL的反应体系，连续流加底物，经过26h的水解反应，共计完全转化2.9M的扁桃腈。生成了2.3M的(R)-(-)-扁桃酸，ee值97.4％。产物浓度相对于底物浓度有所降低的原因在于反应体积的膨胀效应。分别在2L以及10L的反应规模下进行了工艺放大，其与200mL条件下的反应结果保持了很好的一致性，说明所建立的转化工艺很稳定，显示了用于工业制备(R)-(-)-扁桃酸的潜力。 其次，建立了基于连续流加模式的单水相邻氯扁桃腈水解反应工艺，用于(R)-(-)-邻氯扁桃酸的腈水解酶酶法制备。工程菌经过24h的发酵，达到了最高单位酶产量以及比活力，分别为1114.5kU/L以及31.9kU/g dcw。对邻氯扁桃腈在单水相中进行催化反应。300mL的反应体系，以优化后的反应条件，通过连续流加底物，16h内共计完全转化了840mM的邻氯扁桃腈，由于反应过程中存在的稀释效应，产物(R)-(-)-邻氯扁桃酸累积浓度为134.3g/L(720mM)，为目前已报道的最高水平。建立的转化工艺放大到了3L，其结果与300mL的反应很好的保持了一致性。 再次，成功筛选到了一种来源于Ralstonia eutropha H16的腈水解酶REH16，与已报道的大部分腈水解酶相异的是，REH16酶活的最适pH为弱酸性。利用E.coli/REH16全细胞进行3-氰基吡啶的水解反应，通过反应条件的确定与优化，利用优化后的反应条件进行3-氰基吡啶的批次补加水解反应。3-氰基吡啶以100mM每批次的速率向反应体系中补加，300mL的反应规模下，10.3h内共计8批次、总浓度800mM的3-氰基吡啶得到了完全转化，生成了98g/L的烟酸。相较于之前已报道的腈水解酶，REH16对3-氰基吡啶表现出了相对更优秀的底物耐受能力，显示出了良好的工业应用潜力。 最后，一种来源于Paraburkholderia graminis C4D1M的广谱腈水解酶BGC4被成功分离筛选出来。该酶对用于测试的腈类底物均表现出了水解能力且大多表现出了较高的酶活力。BGC4是首个报道的能够对3-羟基-3-苯基丙腈进行立体选择性水解的腈水解酶。在100mL的反应体系中，利用BGC4进行200mM的3-羟基-3-苯基丙腈转化反应，90min内即达到50％的转化率，生成了100mM的产物(R)-3-羟基-3-苯基丙酸，ee值74.1％。