环氧化物水解酶（epoxide hydrolases,EHs,EC 3.3.2.-）,是一种不依赖辅助因子的水解酶,普遍存在于自然界中,能够通过将活化的水分子立体选择性的加成在环氧化物上形成相应的邻二醇,并且底物谱较为广泛,被认为是制备手性化合物有吸引力的生物催化剂。但高催化活力且高立体选择性的EHs较为稀少。因此,挖掘一种可以在高底物浓度、低催化剂负载量的条件下,以高时空产率生产高对映体纯度手性环氧化物/邻二醇的新型EH是十分具有吸引力的。本研究以一株在本实验室分离保藏的红酵母菌株（Rhodotorula sp.）为出发菌株,使用26S rDNA分析技术进行菌种鉴定;通过生物信息学手段挖掘得到RpEH的编码基因;在大肠杆菌表达系统中进行RpEH的异源表达;对RpEH的底物谱和各项性质进行研究;构建全细胞催化制备（R）-8a的体系;使用定向进化技术进一步优化RpEH对于rac-1a的区域选择性。（1）通过比对菌株26S r DNA的D1/D2区域序列鉴定保藏菌株为Rhodotorula paludigena。使用RT-PCR技术以总RNA为模板克隆RpEH的编码基因（Rpeh）,使用相同引物以总DNA为模板克隆包含内含子的全长基因,Rpeh的CDS长度为1236 bp编码412个氨基酸,DNA全长序列长度为1600 bp。（2）使用表达载体pET28a（+）在E.coli BL21（DE3）中实现RpEH的异源表达。E.coli/Rpeh对于环氧苯乙烷（1a）有着高达2132 U/g wcw的全细胞比活力。利用组氨酸标签纯化RpEH并测定其动力学参数和酶学性质。RpEH的表观分子量为48.4 kDa,经测定它的最适反应温度和pH分别为30℃和pH 7.0。而RpEH对于rac-1a的纯酶比酶活力为21.7 U/mg,动力学参数K_m、V_max、k_cat和k_cat/K_m分别为7.87 mM、26.2 U/mg、21.1s^-1、2.7 mM^-1 s^-1。（3）经底物谱分析,E.coli/Rpeh对于1a和5a～12a都具有很高的活性（743～9081 U/g wcw）,但对于硝基取代的环氧苯乙烯2a～4a的活性较低（24～276 U/g wcw）。对映选择性方面,E.coli/Rpeh对1a（E=3.5）、11a（E=1.6）和12a（E=2.3）的对映选择性较低,对于4a（E=19）的对映选择性中等,对于2a（E>200）、3a（E=64）和5a～10a（E=49～160）则有着很高的对映选择性。选定1a为归一性水解研究的模式底物,8a为动力学拆分研究的模式底物。（4）实现了在高达1000 mmol/L的底物浓度下以非常低的酶载量,实现了接近完美的动力学拆分,在2.5 h内以46.7%的产率拆分得到了ee_s>99%的（R）-8a同时以51.4%的产率生产ee_p高达93.2%的（S）-8b,（R）-8a和（S）-8b的STY分别为30.6和37.3 g/L/h。在25 mL的磷酸钾缓冲液放大体系中使用0.25 g E.coli/Rpeh湿细胞作为生物催化剂,实现了rac-8a的克级动力学拆分,经过分离纯化得到1.89 g（R）-8a（ee_s>99.0%;分离产率46.0%;透明油状物）和2.2 g（S）-8b（ee_p 92.8%;分离产率48.2%;白色固体）。（5）通过同源建模与多序列比对找到RpEH底物结合口袋中9个关键氨基酸位点,理性选择Val、Asn、Phe和Trp四种氨基酸残基作为构建单元,构建四密码子饱和突变文库,筛选得到RpEH^Y152F、RpEH^P335W、RpEH^H336V、RpEH^L360V四个优良突变体,再经组合突变得到最优突变体RpEH^L360V-H336V。最优突变体对于rac-1a的区域选择性趋近完美（α_S由72.5%提升到94.6%,β_R由92.3%提升到99.9%）,催化产物ee_p由65.7%提升到94.6%,全细胞比活力提升为野生型的1.3倍（2814 U/g wcw）。