羟基酪醇是已知最强的抗氧化剂之一,凭借着其低毒性和高抗氧化能力,已经用于心血管疾病、乳腺癌、痛风等多种疾病的预防和治疗,是未来极具前景的药用物质,因此羟基酪醇高效安全的生产工艺也成为合成生物学研究的热点之一。目前,商业用途的羟基酪醇最常见的合成工艺依然是利用植物萃取和化学合成,但此方法有诸多缺点,如回收率低、强酸性条件、耗时久、不可持续等。在众多合成工艺中,利用多酶级联生物转化法催化酪氨酸制备羟基酪醇是目前最有前景的合成方法,该方法具有反应条件温和、低成本、工艺流程简单、产率高等优点。因此,本论文建立了以酪氨酸为底物的多酶级联生物转化路径高效合成羟基酪醇。首先,我们尝试建立以多巴胺介导的脱氨作用生产羟基酪醇,与此同时也检测了羟基酪醇中间产物多巴胺的产量,其在临床上经常用于治疗休克、帕金森、阿兹海默等疾病。该实验结合大肠杆菌（Escherichia coli）天然羟化酶（HpaBC）和恶臭假单胞菌的（Pseudomonasputida）DOPA脱羧酶（DODC）将L-酪氨酸有效地转化为多巴胺,转化率达到90%,为了进一步提升多巴胺产量,向反应体系中补充终浓度为200μM铁和50 μM维生素B6时,多巴胺产率达到99%以上,实验结果表明HpaBC和DODC的活性提高需要补充铁和维生素B6。基于多巴胺的高产率,本论文设计了以多巴胺为底物合成羟基酪醇的路径,掺入来自微球菌（Micrococcus luteus）单胺氧化酶（MAO）和来自番茄（Solamum lycopersicum）苯乙醛还原酶（PAR）,构建了羟基酪醇第一条路径HpaBC-DODC-MAO-PAR,然而最终羟基酪醇的转化率只达到了 69.4%。为了进一步改善羟基酪醇的最终得率,我们设计了第二条酶促级联反应路径,该路径由来自奇异变形杆菌（Proteus mirabilis）L-氨基酸脱氨酶（LAAD）、大肠杆菌的羟化酶（HpaBC）、酿酒酵母（Saccharomycescerevisiae）的α-酮酸脱羧酶（ARO10）以及番茄（Solanumlycopersicum）苯乙醛还原酶（PAR）组成,即为HpaBC-LAAD-ARO10-PAR。结果展示出第二条酶促级联反应可以更高效地合成羟基酪醇,以25 mM酪氨酸作为底物合成24.27 mM羟基酪醇,其转化率达到97.1%,这是迄今报道以L-酪氨酸为底物合成羟基酪醇的最高产量。本文研究结果表明,生物催化是高效合成羟基酪醇的一个有前途的方法,推进了羟基酪醇生物合成的规模化应用进展。