手性醇是工业合成药物、农用化学品、天然产品及某些特殊材料过程中一种重要的手性砌块。利用羰基还原酶不对称还原前手性羰基化合物,是合成手性醇的重要方法之一。本文通过构建基因挖掘策略,挖掘蛋白质数据库中潜在羰基还原酶,并进行了克隆表达研究。本研究在确定羰基还原酶各家族的氨基酸保守序列后,选取来源于极端嗜热菌Aeropyrum pernix K1中的羰基还原酶(ApCR),作为探针酶。以探针酶的氨基酸序列为模板,在蛋白质数据库中进行同源序列比对、筛选后,构建候选酶库。通过对候选酶序列和探针序列进行氨基酸序列比对、二级结构模拟比对、三级结构模拟比对后,确定来源于蜡样芽胞杆菌Bacilluscereus中的蛋白BcCR,与探针ApCR序列具有相似的二级、三级结构,并且都具有羰基还原酶SDRs家族的氨基酸保守序列,推测该蛋白具有与ApCR相似的酶学性质及功能。以B.cereus的基因组DNA为模板,PCR克隆出BcCR基因(738bp),构建重组质粒pET 28a-BcCR,并将其导入在E.coli B121(DE3)plysS中,实现了可溶性表达,蛋白大小约为32kDa。对表达出的目标酶进行酶学性质研究发现,其最适反应温度为57.5℃C,最适反应pH为7.0,该酶在40℃范围内较稳定,未发现能明显促进该酶催化能力的金属离子。该酶对COBE的动力学参数Km=1.85mmol/L,最大反应速率Vmax=0.22μmol·min-1·mg-1。目标酶的这些酶学性质与基因挖掘过程中BcCR与ApCR的比对初步分析结果基本吻合。利用重组菌的全细胞,催化羰基化合物4-氯乙酰乙酸乙酯(COBE)还原,进行羰基还原酶的功能性鉴定,还原产物通过气相色谱进行检测。当底物浓度为20mmol/L、菌体浓度为0.1g/mL时,37℃反应20h后,产率达到67.7%。羰基还原的产物旋光值α>0,产物构型为(R)-CHBE。本文构建了一种羰基还原酶的基因挖掘策略,利用该方法成功获得了一种来源于B.cereus的新型羰基还原酶BcCR,为获取高效羰基还原酶提供基础研究。与传统的获取羰基还原酶的方法相比,基因挖掘显得更高效,前景更广。