(L)-β-羟基异丁酸是合成维生素E等药物的重要前体。目前合成(L)-β-羟基异丁酸主要是采用化学的方法,其产物是(L)-β-羟基异丁酸和(D)-β-羟基异丁酸两种构型的外消旋体,使得产物的后期分离极其困难。有报道指出(L)-β-羟基异丁酸是某些微生物缬氨酸代谢途径中的中间产物,并因微生物代谢合成的需要,生成的β-羟基异丁酸具有单一构型,可以简化下游的分离过程。本研究探索了检测(L)-β-羟基异丁酸的方法,并通过两方面对合成(L)-β-羟基异丁酸进行了开展,一是筛选能够合成(L)-β-羟基异丁酸的天然菌株,通过微生物发酵进行(L)-β-羟基异丁酸的合成。二是通过构建工程菌进行(L)-β-羟基异丁酸的合成。本研究以异丁酸为唯一碳源,通过单一变量法对能够合成(L)-β-羟基异丁酸的菌株进行了初筛。再以异丁酸为底物进行微生物发酵,用气相色谱对产物进行检测,发现恶臭假单胞菌和酵母菌这两株菌能够合成(L)-β-羟基异丁酸。将这两株菌株所属菌属的基因与基因库中相应的基因进行了比对,并克隆了以异丁酸为底物合成(L)-β-羟基异丁酸过程中所需的四个酶,分别为isobutyrate-CoA ligase、acyl-CoA dehydrogenase、enoyl-CoA hydratase、3-hydroxyisobutyryl-CoA hydrolase。将这四个酶构建到带有His-tag的表达载体pET28a上,构建工程菌,并在合适的诱导条件下实现了成功表达。以异丁酸为底物,酵母菌和假单胞菌分别作为催化剂进行生物催化,在第18 h时(L)-β-羟基异丁酸产量得到最大。其中酵母菌在第18 h时产物的积累量为4.97 g/L,其转化率为19.9%。假单胞菌在第18 h时产物的积累量为7.26 g/L,转化率为29.0%。假单胞菌产量较高。