他汀类药物是目前降胆固醇和防止心脏病发生的主导药物。2-脱氧-D-核糖-5磷酸醛缩酶(2-deoxy-D-ribose5-phosphate aldolase, DERA, EC4.1.2.4)因为能够立体选择性的催化合成他汀类药物中间体而具有重要的应用价值。人们曾依靠基因工程和蛋白质工程等技术手段对DERA的催化活性和底物耐受性等进行了改进,但实际应用中,该酶仍存在价格昂贵、不稳定、难以回收利用等问题。固定化酶技术是酶工程领域的研究热点,也是解决上述问题的有效技术手段。本论文致力于对2-脱氧-D-核糖-5磷酸醛缩酶的固定化及固定化酶催化N-苄氧羰基-3-氨基丙醛和乙醛反应生成6R-[(苄氧羰基)氨基]乙基-四氢-2H-吡喃-2,4-二醇的工艺研究,该产物经氧化后所得的相应内酯为阿托伐他汀钙侧链的重要中间体,为固定化醛缩酶应用于工业生产阿托伐他汀钙奠定了基础,主要研究内容及结果如下：1.粗酶的提取。通过对高产DERA的基因工程菌E.coli BL21发酵获得细胞体,并将细胞重悬于磷酸盐缓冲液(0.1M,pH7.0)中,使菌体最终浓度为0.5g/ml,在冰浴条件下对细胞悬浮液进行超声破碎,考察超声功率和时间对细胞破碎程度的影响。通过检测上清液中该酶催化N-苄氧羰基-3-氨基丙醛的活性以及超声过程中破碎液OD600的变化量,优化得到最佳的细胞破碎功率为600W,破碎时间为30min,此时得到粗酶液的比活为164.9U/ml。2.酶的固定化制备工艺。实验中通过对树脂的筛选,采用天津南开和成ESR-3伯氨基离子交换树脂对酶固定化。该树脂上带有的-NH2在进行酶的固定化之前与双功能试剂戊二醛中的一个-CHO缩合形成希夫碱,在随后的固定化过程中戊二醛的另一个-CHO则与酶分子中的游离-NH2缩合,形成载体-戊二醛-酶的结构,从而使树脂和酶分子紧密相结合在一起。用ESR-3型树脂为载体,先后考察了加酶量、缓冲液体系及pH值、固定化温度和固定化时间对固定化酶酶活回收率(固定化酶的总活力／用于固定化的粗酶总活力)的影响,确定最佳的固定化条件为：负载量为6m1游离酶液/1g载体,磷酸盐缓冲液(0.1M,pH8.0)体系,温度为30℃,震荡时间为45h。3.固定化前后的酶学性质比较。以E.coli BL21和固定化DERA酶为研究对象,分别考察了温度、pH值和缓冲液体系及浓度对酶活力的影响,同时还考察了酶固定化前后的耐高温性、耐酸碱性以及对乙醛的耐受性等。实验结果表明：E.coli BL21和固定化酶的最适温度和最适pH值一致,温度为25℃,pH值为7.0,最佳的反应体系为磷酸盐缓冲体系(0.05M)。而且,当pH值在6.0-8.0之间时两者都表现出良好的稳定性,但是当pH小于6.0大于8.0时固定化酶表现出优于E.coli BL21的耐酸碱性。此外,固定化DERA在高温耐受性和乙醛的耐受性上也表现出一定优势。当环境温度达到50℃以上,固定化酶和E.coli BL21活性都出现了下降的趋势,但固定化酶相对E.coli BL21来说酶活衰减相对缓慢,当环境温度达到90℃时,固定化酶仍能维持约20%的活性,而E.coli BL21完全失活。在乙醛的耐受性考察过程中,将二者在30mM乙醛浓度中处理2h后,E.coli BL21的活力仅剩23%,而同样的条件下,固定化酶仍保持了65%的活力。4.固定化酶的稳定性考察。通过对固定化酶的储存稳定性和重复使用稳定性进行考察,发现固定化酶在4℃冰箱内密封保存一个月后酶的活力保持在初始酶活的85%以上。此外,固定化酶还具有一定的重复使用稳定性,重复利用4次后仍保留了近60%的初始酶活。5.固定化酶催化条件优化。在上述条件下,用制得的固定化DERA催化N-苄氧羰基-3-氨基丙醛和乙醛生成6R-[(苄氧羰基)氨基]乙基-四氢-2H-吡喃-2,4-二醇,考察固定化酶的加酶量和反应时间对N-苄氧羰基-3-氨基丙醛转化率的影响。实验结果表明：当固定化酶和底物的物料比为2.8：1,反应的时间为100min时底物N-苄氧羰基-3-氨基丙醛的转化率已可达到75%。