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随着石油资源的日益枯竭以及石油基材料对环境的破环,开发绿色环保的生物材料已成为目前绿色化工的一个重要研究方向。聚乳酸是一种绿色环保的生物基材料,因其具有良好的生物相容性和生物可降解性使其在农业、医药及食品行业均有着广泛的应用。传统的聚乳酸合成工艺采用乳酸单体到丙交酯再到聚乳酸的化学法聚合法,存在工艺单元多、生产成本较高、环境污染等问题。本研究以大肠杆菌为出发菌株,利用染色体重组技术和代谢工程改造技术构建了可以制备聚乳酸的工程大肠杆菌。该工程菌整合了糖-乳酰辅酶A-聚乳酸的代谢通路,构建了以葡萄糖为底物一步法发酵制备聚乳酸的生物合成途径;本研究同时确定了通过索氏提取与冰甲醇沉淀相结合的方法从大肠杆菌中分离聚乳酸的分离工艺,并通过核磁共振和红外图谱表征了制备的聚乳酸产物。丙酰辅酶A转移酶和PHA合成酶是聚乳酸合成途径中的的两个关键酶。本研究筛选了来自假单胞菌（Pseudomonas sp.MBEL 6-19）的II型PHA合成酶和来自色素杆菌属（Chromobacterium sp.USM2）的I型PHA合成酶进行发酵,含有I型PHA合成酶所得聚乳酸产量为0.85 wt%,分子量为21088,分子量分布系数为1.277;含有II型PHA合成酶所得聚乳酸产量为0.54 wt%,分子量为23436,分子量分布系数为2.202。实验结果证明含I型PHA合成酶的工程菌株发酵产生的聚乳酸产量更高,聚合物纯度更好。此外,本研究还进一步对聚乳酸生产工程菌株进行了细胞形态的改造工作。研究策略是通过过表达SulA基因,抑制大肠杆菌的细胞分裂过程,促使细胞内体积变大,从而提高聚合物的产量。实验结果证明,细胞形态的代谢工程改造可显著提高工程菌制备乳酸的产量,其中含有II型PHA合成酶PhaCPs6-19的工程菌株聚乳酸产量从0.54 wt%增加至1.96 wt%,增加了262.37%;含有I型PHA合成酶PhaCCs的工程菌株聚乳酸产量从0.85 wt%增加至2.23wt%,增加了163.06%。最后,本研究还通过酶融合技术构建丙酰辅酶A转移酶（PCT）和乳酸脱氢酶（LDH）的融合酶,验证其对聚乳酸产量的影响。试验结果证明二者的酶融合没有显著提高聚乳酸产量,并且抑制工程大肠杆菌的生长。