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青霉素是一种高效、低毒、临床应用广泛的重要抗生素。产黄青霉Penicillium chrysogenum是青霉素工业生产菌株,菌种改良是提高产量的重要手段之一,是抗生素工业的重要的研究课题。现代分子生物学技术,特别是代谢途径工程研究的进展,使得我们可以通过外源基因的导入,有目的地改造产黄青霉的代谢途径,从而突破产量瓶颈,甚至产生新的产物,实现菌种选育的理性化。产黄青霉以α-氨基已二酸、半胱氨酸和缬氨酸为起始,以苯乙酸做为侧链前体,经过ACV合成酶、异青霉素合成酶、异青霉素N乙酰转移酶和苯乙酰辅酶A连接酶的催化生成青霉素G。其中决定青霉素侧链类型的两种关键酶一个是苯乙酰辅酶A连接酶（PCL）,催化苯乙酸与CoA反应生成苯乙酰CoA;另一个是异青霉素N酰基转移酶（IAT）,催化苯乙酸CoA与6APA反应生成青霉素G。本文从产黄青霉Penicillium chrysogenum中克隆到penDE基因,并在E.coli BL21（DE3）中得到高效表达;进行了重组菌诱导条件的优化;通过易错PCR进行定向进化,最后选出一株突变菌株。主要结果如下:（1）本研究根据酶反应体系的pH变化,通过pH显色剂的颜色变化,指征反应的进行程度。本筛选模型采用96酶标板,上样量小,检测灵敏,最低显色浓度为1 mmol/L。这种方法可以高通量地检测酶活和定向进化突变酶的筛选。（2）本研究采用RT-PCR方法,从产黄青霉中克隆了β-内酰胺抗生素合成途径中的异青霉素N酰基转移酶（penDE）基因。基因测序结果表明基因片段大小为1074bp,与NCBI数据库中多个产黄青霉的苯乙酰CoA连接酶（登录号分别为:XM002569066.1,AM920436.1,EF601124.1,DQ192518.1,M31454.1）的核苷酸和氨基酸序列100%同源。与构巢曲霉的苯乙酰CoA连接酶的的核苷酸序列同源性为83%（登录号分别为:XM002380606.1,XM001825397.1）。（3）构建了原核表达载体pET-penDE。优化了penDE在E.coli中的诱导条件,使其从无活性的40kDa包涵体形式存在蛋白,表达成为可溶性高、具有催化活性的融合蛋白。确立了最佳条件为:当OD600为1.0时添加终浓度为10mmol/L的乳糖诱导,培养温度为16℃;诱导出29kDa和16kDa（His-Tag 5 kDa）的特异性融合蛋白,并对其进行分离纯化,得到了有活性表达的纯化酶。（4）研究了酶底物的特异性,表明苯乙酸是酶的天然底物,而噻吩丙二酸及对羟基苯甘氨酸不是。（5）采用随机策略,经过易错PCR得到一个突变酶Trp120Arg,对替卡西林有微弱催化活性。