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目前手性药物占所有临床药物的一半以上，并且手性药物分子由于构型不同会导致代谢机制、毒副机理、生物活性等方面存在差异，故合成单一构型的药物前体成为目前不对称合成研究的重点。手性药物可以通过生物催化的方式进行合成，由于生物催化清洁、高效、反应条件温和等优良特性使得生物催化在不对称催化领域地位越来越重要。丙酮酸脱羧酶是一种ThDP依赖型酶，可以催化分子间C-C键的形成，从而合成不对称化合物，在药物合成领域有着重要的应用。本文通过基因挖矿的方法得到一系列丙酮酸脱羧酶，并分别从分子间与分子内C-C键合成两方面出发，研究丙酮酸脱羧酶催化的醛缩合反应。在研究催化的分子内C-C键形成的基础上，进一步通过丙酮酸脱羧酶与羰基还原酶的串联反应实现了一锅两步法合成手性1，2-环二醇。 以来自Zymomonas mobilis ATCC29191的丙酮酸脱羧酶为模板，通过基因挖矿的方法找到了5种具有催化活性的丙酮酸脱羧酶，并且发现来自Streptococcus pneumoniae的SpPDC在催化丙酮酸和苯甲醛衍生物缩合方面具有很好的活性及特点。SpPDC可以催化丙酮酸和苯甲醛衍生物通过分子间的C-C连接合成PACs，并且在催化3-氟，3-硝基，4-甲基，4-甲砜基取代的苯甲醛与丙酮酸反应中，有自己的优势，可以为合成更多PACs作出更好的补充，拓宽了ThDP依赖型酶在C-C键合成中的应用范围。 本文发现得到的6种丙酮酸脱羧酶能催化戊二醛和己二醛通过分子内C-C键的形成进行环化。利用这6种丙酮酸脱羧酶分别对戊二醛、己二醛的转化率及ee值进行了测定。结果表明:ZmPDC对戊二醛活性最好，20h时转化率为96％，产物邻羟基环戊酮ee值为46％;SpPDC对己二醛活性最好，20h时转化率为99％，产物邻羟基环己ee值为91％。这是继发现你的BAL催化分子内C-C键形成以后，第二次发现的酶催化分子内C-C键的形成。这也是首次发现的酶催化的脂肪链二醛分子内C-C键的形成。 手性1，2-环戊二醇是合成选择性催化剂配体以及丙型肝炎病毒NS3-NS4A的蛋白酶抑制剂的前体物质。手性1，2-环己二醇被应用于手性辅助物以及抗癌药物的合成。为了得到多种构型的1，2-环二醇，我们采用丙酮酸脱羧酶和羰基还原酶双酶串联催化的办法，通过对ZmPDC与24种羰基还原酶串联反应筛选，能够合成3种构型的1，2-环戊二醇[meso，(R，R)，(S，S)]，反式的两种构型的1，2-环戊二醇e.r.＞99∶1。通过SpPDC与24种羰基还原酶的串联反应筛选，可以得到2种构型的1，2-环己二醇[meso，(R，R)]，(R，R)-1，2-环戊二醇e.r.＞99∶1。这种一锅两步法合成手性1，2-环二醇的方法，能够得到较好的结果，为合成手性1，2-环二醇提供了一种新的途径。