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谷氨酸脱羧酶（GAD）与辅酶磷酸吡哆醛（PLP）结合,专一作用于L-谷氨酸或其钠盐的α-羧基,使其不可逆地脱去一分子CO2得到γ-氨基丁酸（GABA）。GABA作为重要的抑制性神经递质,是一种价值极高的功能性氨基酸,以食品添加剂的形式广泛应用于食品行业中。酶法制备GABA具有专一高效、不受资源和环境等因素的限制等优点,逐步适用于工业化生产。本课题将来自大肠杆菌（Escherichia coli）的GAD在食品级宿主枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）中进行重组表达。考察了在该重组菌发酵培养基中添加辅酶PLP前体吡哆醛（PL）前后对重组GAD酶活力、温度pH性质的影响。进一步探究了在共表达GAD与磷酸吡哆醇氧化酶（PNPO）的重组菌发酵培养基中添加价格低廉的辅酶PLP前体吡哆醇（PN）时GAD的产酶情况及其温度pH性质。同时对利用全细胞制备GABA进行了工艺优化。最后在此基础上选择性能较优的菌株进行摇瓶和3-L罐发酵优化,为后续在工业上大量制备食品级GABA打下坚实的基础。主要研究成果有:（1）构建含有E.coli GAD基因的重组菌B.subtilis/pHY300PLK-gadB,考察了培养基中PL的添加浓度对重组菌生长情况及GAD蛋白表达的影响。结果表明PL的最适添加浓度为0.1mmol·L-1,重组GAD（简称GAD+PL）总酶活最高达到28.28 U·mL-1,是发酵过程中不添加任何辅酶及辅酶前体对照产酶（简称对照GAD）的1.55倍。进一步考察了温度、pH性质,结果表明对照GAD和GAD+PL的最适温度分别是55℃和60℃,最适pH为4.5,其40℃的半衰期分别为70 h和107 h。（2）构建E.coli磷酸吡哆醇氧化酶（PNPO）与GAD共表达的重组菌B.subtilis/pHY300PLK-gadB-PdxH。考察了培养基中辅酶前体吡哆醇（PN）的添加浓度对GAD产量的影响。结果表明PN的最适添加浓度浓度为0.2 mmol·L-1时,重组GAD（简称GAD-PNPO+PN）总酶活最高达到31.86 U·mL-1,是该重组菌发酵过程中不添加任何辅酶及辅酶前体对照（简称对照GAD-PNPO）的1.59倍。进一步考察了其温度、pH性质,结果表明GAD-PNPO+PN的最适温度60℃,最适pH为4.5,在pH 4.0-7.0范围内酶活保留率在95%以上,与GAD+PL基本保持一致,但40℃的半衰期为90 h,相较于GAD+PL缩短了17 h。（3）考察了重组GAD全细胞制备GABA的工艺,发现对照GAD、GAD+PL、GAD-PNPO+PN的最适加菌量分别为50、40、40 U·g-1（谷氨酸）;当底物浓度达到400 g·L-1时,GABA产量分别为273.62 g·L-1、275.60 g·L-1和274.51 g·L-1。（4）综合成本考虑,选择重组菌B.subtilis/pHY300PLK-gadB-PdxH进行发酵优化。结果表明,25 g·L-1玉米浆干粉和5 g·L-1大豆蛋白胨为最优复合氮源、5 g·L-1葡萄糖为最优碳源,添加1 mmol·L-1 Ba2+时GAD酶产量最高,达到29.60 U·mL-1,其中菌体干重为5.81 g·L-1;之后在3-L发酵罐中优化结果表明,PN的最适添加方式为:分别在0 h、24 h和48 h分批补加3 mmol·L-1 PN。此时总酶活最高达到742 U·mL-1,是对照GAD总酶活的1.77倍。