手性是自然界的基本属性之一，构成生命有机体的分子绝大多数都是不对称的手性分子，这些大分子在生命体内具有重要的生理功能。氨基酸作为一种常见的手性化合物，广泛应用于医疗、食品、保健品及饲料等与人类生活和健康密切相关的几大行业。手性化合物的制备方法有物理法、化学法和生物法等，生物法手性合成是利用酶促反应或微生物转化的高度立体、位点和区域性将化学合成的外消旋衍生物、前体或潜手性化合物转化成单一光学活性的产物。随着分子生物学的发展，基因工程技术表达的重组酶比野生型菌株的代谢酶活性更高、生产成本更低，因此利用基因手段克隆和改造大肠杆菌或其它来源的氨基酸代谢酶成为今后制备手性氨基酸的发展趋势。　　本论文正是基于以上背景开展了系列相关工作，构建基因工程菌生物合成了一系列手性氨基酸中间体，丰富了生物法制备手性药物中间体的研究，具体工作如下:　　(1)重组表达了N-乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶，该酶具有广泛的底物特异性，可以以N-乙酰-DL-氨基酸为底物光学拆分获得L-氨基酸或D-氨基酸。在论文第二章中作者以2，3-二溴丙酸甲酯为原料化学合成了N-乙酰-DL-3-甲氧基丙氨酸，并以该酶的固定化细胞对其拆分，优化了酶促反应条件，最适条件为:pH7.0，反应温度50℃，底物浓度500 mmol/L，10-4 mol/L的Co2+对酶有显著激活作用，在最佳条件下，反应3h后N-乙酰-L-3-甲氧基丙氨酸的摩尔转化率可达96％。拆分后得到的N-乙酰-D-3-甲氧基丙氨酸和L-3-甲氧基丙氨酸分别经氢溴酸水解即可得D-丝氨酸和L-丝氨酸。同时作者还以2-溴脂肪酸为原料化学生物法制备了L-2-氨基脂肪酸，拆分得到的L-2-氨基丁酸、L-正缬氨酸和L-正亮氨酸比旋光均符合日本味之素标准。此外固定化处理提高了该酶的操作稳定性，该方法具有酶法转化效率高、生产成本低等优点，具有良好的工业化前景。　　(2)重组表达了天冬氨酸转氨酶，该酶能将氨基供体上的氨转移到酮酸上生成相应的氨基酸，本论文第三章合成了4-甲砜基苯丙酮酸，以之为底物、L-天冬氨酸为氨基供体酶法合成了L-4-甲砜基苯丙氨酸，优化了酶促反应条件，最适条件为:转化温度37℃，pH8.0，4-甲砜基苯丙酮酸质量浓度8％，10-4 mol/L的Mg2+对酶活有促进作用。该方法同样适用于L-4-硼苯丙氨酸和L-4-甲氧基苯丙氨酸的合成，为酶法合成其它天然氨基酸衍生物提供了新思路。　　(3)分别重组表达了谷氨酸脱羧酶和赖氨酸脱羧酶，优化了酶促反应条件并分别与野生型菌株酶学性质做了比较，得出重组表达的脱羧酶具有更高的温度耐受性和更广泛的pH适应性。在最适条件下，0.3 g湿菌体可将18gL-谷氨酸在30 h内完全转化为γ-氨基丁酸;作者还利用谷氨酸脱羧酶高效分解混合氨基酸料液中的L-谷氨酸，为氨基酸废料的综合开发做了有益的探索。重组赖氨酸脱羧酶的生产能力也比野生型菌株有了大幅度提高，L-赖氨酸底物浓度由20 g/L提高到60 g/L。　　(4)野生型菌株粪链球菌的精氨酸脱亚胺酶能催化L-精氨酸高效地生产L-瓜氨酸。作者以固定化精氨酸脱亚胺酶细胞光学拆分了DL-精氨酸，最适拆分条件为:底物浓度0.3 mol/L、pH6.0、转化温度50℃、菌体质量浓度30 g/L，在此条件下拆分率可达98％以上，固定化细胞重复操作10批次，稳定性良好，D-精氨酸收率达84.0％，同时获得高附加值的副产物L-瓜氨酸。与直接利用游离菌体细胞转化相比，该方法具有反应温度高、酶活高且稳定、酶活损失少等优点。　　虽然目前生物合成手性化合物的应用范围还十分有限，只能为化学法提供反应中间体或替代反应步骤，但是随着基因工程技术和酶工程技术的发展，生物合成手性药物中间体具有非常广阔的前景。　　本论文立足于化学生物法合成手性药物中间体，结合基因工程手段重组表达生物酶，提高了酶法转化效率，制备了多种手性氨基酸化合物，具有重要的理论意义和应用潜力。