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木糖醇是一种重要的化学品，广泛应用于食品和制药行业。由于其巨大的工业价值，木糖醇已被美国能源部（DOE）列为12种重要的高附加值化学品之一。近年来，随着人们对环保和“绿色”生产的日益关注，D-阿拉伯醇生物转化生产木糖醇已成为国内外研究的热点。木糖醇脱氢酶（XDH）是一种NADH依赖型的酶，在 D-阿拉伯糖醇生物转化为木糖醇的过程中起着关键作用；另外乙醇脱氢酶（ADH）在该转化过程中有助于辅酶NADH的再生，从而促进木糖醇的生物合成。因此，本文构建木糖醇脱氢酶工程菌株，以及 NADH 辅酶再生系统，从而促进木糖醇的生物合成。本论文取得的主要结果如下： （1）使用PCR技术从泰国葡萄糖酸杆菌（Gluconobacter thailandicus）中克隆了编码XDH的编码基因xdh，成功构建了重组质粒pET-xdh，使其在Escherichia coli BL21（DE3）中实现了表达。重组菌BL21-xdh SDS-PAGE电泳显示，有大小约33 kDa特异性蛋白条带出现。重组酶XDH纯化后，测定并分析其酶学性质。将木酮糖作为底物时，重组酶XDH还原反应的最佳反应温度为30℃，最佳pH约为6.0，还原反应的比活力为50.2 U/mg；对木酮糖的Km值为20.7 mM，Vmax为132.8 U/mg；对木酮糖的Km值为20.7 mM，Vmax为132.8 U/mg。而将木糖醇作为底物时，重组酶XDH氧化反应的最佳温度为35℃，最佳pH约为9.0，氧化反应的比活为16.6 U/mg；对木糖醇的Km值为63.3 mM，Vmax为98.6 U/mg。以NADH为底物的Km值为4.2mM，Vmax为55.6 U/mg；以NAD+为底物的Km值为14.1mM，Vmax为39.0 U/mg。 （2）克隆表达了G. thailandicus的adh基因，成功构建了重组质粒pET-adh，并使其在E. coli BL21(DE3)中实现表达，重组菌BL21-adh SDS-PAGE电泳显示,重组酶 ADH的蛋白分子量约为19 kDa。结果表明以乙醇为底物时，重组ADH最适反应pH值为8.0，最适反应温度为40℃。重组ADH的底物特异性分析显示，以乙醇为底物时，重组ADH的比活力最高，为45.8 U/mg。 （3）优化了在全细胞混合转化过程中影响木糖醇产量的关键因素，优化后条件为：D-阿拉伯糖醇浓度40 g/L，乙醇浓度2%，G. thailandicus、BL21-xdh和BL21-adh的质量比为1.5:1:1，最适转化温度为35℃。 （4）在优化条件下，G. thailandicus、BL21-xdh和BL21-adh三菌全细胞混合转化48h时，木糖醇产量为34.34 g/L，在36h时底物D-阿拉伯糖醇转化为产物木糖醇的转化率最高，为0.86 g/g。与原始菌G. thailandicus相比，木糖醇产量提高了近2.7倍；G. thailandicus和BL21-xdh的两菌全细胞混合转化48h时得到最高产量为32.80 g/L，在36h时底物D-阿拉伯糖醇转化为产物木糖醇的转化率最高，为0.82 g/g。与原始菌G. thailandicus相比，木糖醇产量提高了近2.6倍；三菌全细胞混合转化相较于两菌的全细胞混合转化，产量提高了4.70%。 本研究通过多菌混合生物转化合成木糖醇，无需添加外源 NADH。研究结果为木糖醇的生物合成提供了参考。