腈水解酶具有催化效率高和区域选择性好的特点,能够快速高效的将1-氰基环己基乙腈中的亚甲基上的氰基水解为羧基,而保留环己基上的氰基,故而被选为生物合成加巴喷丁药物中间体1-氰基环己基乙酸的催化剂。本文旨在提高腈水解酶的产率使之满足工业生产的需要,对高密度培养重组大肠杆菌产腈水解酶进行系统的研究,并就其催化合成1-氰基环己基乙酸工艺进行初步探索。首先在摇瓶水平预实验中对碳源的选择,初始pH,诱导时机等因素进行考察,进而在5 L罐水平分批发酵系统考察了培养基组成,pH,温度,诱导方式,诱导浓度对于发酵的影响,并确定改进2×YT培养基为最佳培养基配方,碳源甘油浓度15 g/L,pH 6.5,诱导温度30℃,12.5 g/L乳糖诱导为最佳培养条件,分批发酵水平生物量达到10.3 g DCW/L,比酶活1759 U/g DCW体积酶活达到18117 U/L,是LB培养基发酵培养的5倍,是初始2×YT培养基发酵培养的2.2倍。进一步对比了恒速流加,指数流加和DO-STAT三种补料流加工艺对于重组大肠杆菌高密度培养的影响,发现反馈控制补料流加工艺结果好于其他两种非反馈补料流加工艺,并在生物量较高情况下的诱导方式,诱导剂浓度进行进一步的优化。最终确定DO-STAT补料工艺,恒溶氧15%,阶段式搅拌,诱导浓度乳糖34 g/L,分两次加入,最终生物量约69.3 g DCW/L,比酶活1479 U/g DCW,体积酶活超过90000 U/L。最后进行腈水解酶催化1-氰基环己基乙腈生成1-氰基环己基乙酸工业化的初步探索。催化体系由PBS改为蒸馏水,催化体积由200 mL放大到5L,催化剂加入量由100 g/L降为50 g/L(湿菌体)。并进行了分离工艺的初步探索,得到1-氰基环己基乙酸纯品,纯度超过97%,收率达到92%。