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7-氨基头孢烷酸(7-ACA)是合成头孢类抗生素最重要的中间体，生物酶法生产7-ACA可以分为两步酶法和一步酶法。D-氨基酸氧化酶(DAAO)是两步酶法中的一个关键酶，而一步酶法所应用的是头孢菌素C酰化酶，本论文对这两个关键酶分别进行了定向进化与表达条件优化研究。具体结果如下: 1.利用易错PCR技术对来源于红酵母（Rhodotorulagracilis）的D-氨基酸氧化酶（RgDAAO）进行定向进化，构建并优化了突变体文库;结合48深孔板与2，4-二硝基苯肼显色法的高通量筛选方法，获得高酶活突变株M3217，其Vmax相对于野生型提高了16.8％。经分析发现突变酶基因序列中有5处点突变，其中3处发生了氨基酸置换，分别为:D242V/Q253R/D304V。利用Swiss-Model对突变株M3217进行三维结构模拟，结果显示所有突变位点都不在催化活性中心的附近，特别是V304的位置在连接F5和F6两个β折叠股的长loop环上。推测D304V这一突变位点很可能增强了RgDAAO二聚体形态的稳定性，或是增强了与辅酶FAD的结合能力，从而间接提高了全酶的催化活力。经表达优化后的M3217酶活达到790.6U/L，是优化前的1.8倍。 2.将7-ACA一步酶法中的关键酶头孢菌素C酰化酶VACs分别在大肠杆菌系统和毕赤酵母系统中进行表达，并对重组大肠杆菌进行表达条件优化。在摇瓶中对重组菌E.coliBL21(DE3)pLysS/pET28a-VACs进行培养基、诱导温度、NaCl添加剂量等多个方面的优化，最终得到VACs单位体积酶活近2000U/L，约是文献报道中未优化条件下的60倍，已接近工业化水平，在一步酶法制备7-ACA的工业生产中具有理想的应用前景。另外，VACs在毕赤酵母中表达的酶活为378.2U/L，也为今后实际应用提供了基础。