左乙拉西坦（Levetiracetam,LEV）是一种新型的抗癫痫药物,目前主要通过化学法制备,存在原料成本高、反应步骤繁琐、且环境污染大等问题。（S）-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸是制备左乙拉西坦的关键手性中间体,可通过耐酪氨酸冢村氏菌E105细胞催化不对称水解（R,S）-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸乙酯获得。本论文对微生物法催化酯水解制备（S）-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸进行了研究,包括酯水解酶粗酶的酶学性质、不对称水解动力学以及利用纤维床反应器固定化耐酪氨酸冢村氏菌E105细胞催化不对称水解（R,S）-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸乙酯制备（S）-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸。首先,分离提取了耐酪氨酸冢村氏菌E105酯水解酶粗酶,对酶学性质及其催化（R,S）-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸乙酯不对称水解反应动力学行为及过程进行了系统的研究,分别考察了磷酸钾缓冲液pH值、离子强度、反应温度、底物浓度等因素对该酶催化不对称水解（R,S）-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸乙酯制备（S）-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸的反应初速度的影响。结果表明在30℃,10 mL磷酸钾缓冲液（0.5mol/L,pH7.0）中,当酯水解酶用量为0.638 U,底物浓度为9.2 mmol/L时,酶促反应初速度能达到最高值10.7×10-3mmol/L/min。考察了酯水解酶的热稳定性和反应活化能,发现该酶在20～35℃比较稳定,反应所需的活化能为44.2 KJ/mol。在动力学研究中,用Sigmaplot和Enzyme Kinetic Module软件对实验数据进行了模拟,发现其符合基于米氏方程的底物抑制动力学模型,分别确定了 Km=9.1 mmol/L,Vmax=23.4×10-3 mmol/L/min,Ksi=19.5 mmol/L,对动力学模型进行误差检验后发现模型计算值与实验值基本相符,因此该反应动力学模型能够较好地反映耐酪氨酸冢村氏菌E105酯水解酶在不对称水解（R,S）-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸乙酯制备（S）-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸的反应中底物和反应初速度的关系,并有利于该反应过程的放大和工业化应用。其次,利用纤维床生物反应器对耐酪氨酸冢村氏菌E105细胞进行固定化,对细胞静态吸附的条件进行了优化,确定了最佳载体预处理方式为聚乙烯亚胺（PEI）修饰,缓冲液pH为7.0,总离子强度为1.115 mol/L,在优化的条件下,载体上细胞的吸附量（9h后）达到185 mg cells/g fibers。并在此基础上考察了细胞在纤维床生物反应器上动态吸附动力学,发现细胞在棉纤维载体上的吸附符合一级动力学,吸附速率常数Ka=0.947 h-1,动态吸附动力学方程为Ln(C/（C0）=-0.947t。随后,利用纤维床固定化细胞对（R,S）-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸乙酯进行不对称水解制备（S）-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸,重点考察了细胞负载量对产率和产物ee值的影响,在细胞负载量为50g/L（DCW）的条件下,反应36 h的产率和ee值分别达到43.2%和98.2%。最后考察了纤维床反应器固定化细胞的重复利用性能,初步探索了纤维床反应器与发酵罐偶联进行半连续化生产制备（S）-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸的可行性。