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氧化还原酶在工业生物催化中起着非常重要的作用，大多数氧化还原酶在生物催化反应过程中需要辅酶作为氢或电子的传递体，辅酶再生是实现氧化还原酶催化反应的必需步骤。目前研究最广泛的酶法再生体系是甲酸脱氢酶(FDH)体系和葡萄糖脱氢酶(GDH)体系。葡萄糖/葡萄糖脱氢酶具有很高的还原电势，不仅适用于NADH再生，还可再生更为昂贵的NADPH。但是应用纯酶再生体系成本过高，因此把酶法再生体系应用到微生物细胞内，也是辅酶再生领域的一个重要研究方向。
4－氯－3－羟基丁酸乙酯(CHBE)是多种药物的手性中间体，可由4－氯乙酰乙酸乙酯(COBE)选择性还原制备。赭色掷孢酵母中的乙醛还原酶(ARⅠ)可以还原4－氯乙酰乙酸乙酯(COBE)为(R)－CHBE，但是此不对称还原反应的过程需要还原型辅酶NADPH参与。高产量、高纯度的(R)－CHBE的获得，需要高效的辅酶再生循环体系。
外源基因的共表达可以有效地节约生产成本、提高产量。氧化还原与辅酶再生的共表达体系，在进行催化的同时也提供了内源性的辅酶再生，是实现高效氧化还原反应的重要技术手段。
本研究先将乙醛还原酶在大肠杆菌中实现了表达。通过RT-PCR从真核生物赭色掷孢酵母中克隆了乙醛还原酶cDNA序列，构建了重组表达载体pET-alr，转化入大肠杆菌BL21中。重组菌经诱导后乙醛还原酶比酶活达到4.091U/mg，显著高于原始菌株赭色掷孢酵母。然后将辅酶NADPH再生关键酶GDH和ARⅠ在同一大肠杆菌中偶联表达。采用双启动子构建乙醛还原酶基因(alr)和葡萄糖脱氢酶基因(gdh)的重组质粒，导入大肠杆菌BL21(DE3)，获得重组菌BL21/pET-alr-T7-gdh。经过诱导时间、诱导温度参数的优化，ARⅠ酶活达到2.13U/mg，GDH酶活达到19.06U/mg。SDS-PAGE电泳分析表明重组蛋白乙醛还原酶表达量约占全菌胞内可溶性蛋白的13％，而葡萄糖脱氢酶表达量约占全细胞内可溶性蛋白的39％，实现了乙醛还原酶和葡萄糖脱氢酶基因在大肠杆菌中的共表达。以36mmol/L的COBE为底物采用一菌双酶体系在无辅酶NADPH添加的体系中转化，22h摩尔转化率达到70.78％，产物R-CHBE的e.e.值为92％以上，较好地实现了一菌双酶偶联制备CHBE。