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L-2-氨基己二酸（L-2-aminoadipate,LAA）,一种手性物质,非蛋白质氨基酸,在医药、畜牧、化工等领域有着重要应用,市场需求非常大,现今LAA的供应不能满足市场需求。目前LAA主要来源于化学合成,此方法存在生产路线长、原料成本高、反应条件苛刻、收率不理想、污染环境等缺点。因此需要一种反应条件温和、成本较为经济、收率高、绿色环保的生产方式来生产LAA。通过对氨基酸代谢组学的分析,发现赖氨酸与α-氨基己二酸代谢合成关系。依据赖氨酸代谢途径,本论文设计了两种LAA生物合成路线,其一是以L-赖氨酸为底物通过两步酶催化合成LAA;其二是以乙酰辅酶A生化代谢途径中中间产物2-氧代己二酸为底物一步酶法催化合成LAA。具体研究如下:1、以L-赖氨酸为底物酶生物催化合成LAA。其合成途径是L-赖氨酸在赖氨酸丙酮酸6-转氨酶（LAT）和辅因子5-磷酸吡哆醛的作用下生成中间产物L-2-氨基己二酸-δ-半醛,然后在L-氨基己二酸-半醛脱氢酶催化下,L-2-氨基己二酸-δ-半醛生成LAA。依据赖氨酸相关代谢途径,利用酶数据库（Explor Enz）和NCBI数据库查找关键酶基因,共筛选到Flavobacterium lutescens（FL）等8种来源赖氨酸丙酮酸6-转氨酶和Saccharomyces cerevisiae S288C（SC）、Kluyveromyces marxianus DMKU3-1042（KM）来源的L-氨基己二酸-半醛脱氢酶的表达基因,分别构建以E.coli BW-p YBs（+）为宿主菌的工程菌,探索各工程菌诱导表达条件和检测表达情况,以及全细胞催化能力。结果表明只有FL来源的赖氨酸丙酮酸6-转氨酶（FLLAT）具有能力,通过工程菌培养条件和诱导条件的探索,发现37℃、p H 7.0、1%接种量、30%装液量是最佳培养条件,以及在30℃和2 m M L-阿拉伯糖的诱导下诱导12 h获得的可溶性酶量最多。为提高FLLAT催化活力,探索并优化了反应条件,获得了最佳反应条件,在p H 7.0、温度15℃、细菌浓度10 OD600/m L、辅因子5-磷酸吡哆醛浓度为15μM、反应时间15 min、L-赖氨酸终浓度10 m M、α-酮戊二酸终浓度5 m M时反应效率最高,显色反应检测结果显示,全细胞FLLAT酶活力可达282.0 U/L,高效液相色谱检测显示FLLAT将α-酮戊二酸完全转化,L-赖氨酸转化效率为76.2%。而以SC和KM来源的L-氨基己二酸-半醛脱氢酶基因构建的工程菌测试结果表明,在25℃和30℃时,两种工程菌都具有可溶性表达,但只有E.coli BW（p YBs KM）在30℃诱导下表达的酶均具有很强的酶活力,建立酶催化反应条件,对影响酶催化反应的p H、金属离子、菌液浓度等关键因子进行了优化,结果显示p H对酶催化活力影响较小,1 m M Mg2+对酶的催化反应具有显著作用,在催化反应过程中酶的量达到60 OD600/m L时底物转化效率最大。显色反应检测结果显示,酶催化第一步催化反应产物L-2-氨基己二酸-δ-半醛的转化效率为89.5%,高效液相色谱检测LAA的产量为225.2 mg/L。2、以2-氧代己二酸为底物酶生物催化合成LAA。2-氧代己二酸是乙酰辅酶A代谢途径中的一个中间产物,为了获得更合适的LAA合成途径,本论文初步探索以2-氧代己二酸为底物在2-氨基己二酸转氨酶催化转化LAA,为LAA从头合成奠定基础。首先利用酶数据库（Explor Enz）和NCBI数据库查找关键酶基因,获得了Paenibacillus sp.S02（PS）、Rubrobacter xylanophilus（RX）、Thermus thermophilus（TT）、Enterobacteriaceae（EC）来源的4种2-氨基己二酸转氨酶基因,并构建了4个工程菌,分别为E.coli BW（p YBs PS）、E.coli BW（p YBs RX）、E.coli BW（p YBs TT）、E.coli BW（p YBs EC）探索了各工程菌培养、诱导表达条件,并进行催化反应,结果表明E.coli BW（p YBs PS）、E.coli BW（p YBs RX）、E.coli BW（p YBs EC）具有酶催化合成LAA的能力;E.coli BW（p YBs PS）、E.coli BW（p YBs RX）在30℃诱导表达最好,而E.coli BW（p YBs EC）在25℃诱导表达最好;全细胞催化反应后,E.coli BW（p YBs RX）有最好的催化效果,LAA的产量可达271.9 mg/L。