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对羟基苯甲酸,香兰素等酚类化合物广泛应用于人们的日常生活。虽然这些化合物可通过化学合成,然而,在食品,化妆品和制药等应用领域,人们更青睐天然或生物合成的产品。因此,利用现代生物技术构建微生物细胞工厂生产酚类衍生物的前景广阔。另外,通过异养微生物利用二氧化碳合成一些有价值的化合物是一种很有前景的生物合成手段。本研究以大肠杆菌为出发菌株,导入相应羧化酶和还原酶基因构建基因工程菌,以实现对酚类物质进行加羧和对羧基进行还原等生物合成过程。本研究将来自枯草芽孢杆菌168的羧化酶基因ylBCCD,来自诺卡氏菌NRRL 5646中羧酸还原酶基因car和来自枯草芽孢杆菌的磷酸泛酰巯基转移酶Sfp连接到pETDuet质粒,构建了pETDuet-yclBCD-car-s p质粒;将丝孢酵母菌WU-0401的水杨酸脱羧酶基因Sdc,以及来自诺卡氏菌NRRL 5646中羧酸还原酶基因car和来自枯草芽孢杆菌的磷酸泛酰疏基转移酶sfp连接到pETDuet质粒,构建了pETDuet-sdc-car-sfp质粒。将两种质粒分别导入到在大肠杆菌B121(DE3)中,构建了 pETDuet-yclBCD-car-sfp/B121(DE3)和pETDuet-sdc-car-sfp/B121(DE3)重组菌株。在有氧条件下,以苯酚和碳酸氢钠(提供C02)为底物,进行了发酵实验,用高效液相色谱仪和液质联用色谱仪对产物进行了分析,分别考察了两株重组菌对底物转化能力。发现重组菌pETDuet-yclBCD-car-sfp/B121(DE3)不仅可以转化苯酚和CO2生成4-羟基苯甲酸,同时还有还原产物4-羟基苯甲醛和4-羟基苯甲醇生成。含重组质粒pETDuet-yclBCD-car-sfp的工程菌经12h发酵最终得到4-羟基苯甲醇11.331±1.882 mg/l。然而,同样条件下以愈创木酚和碳酸氢钠为底物并没有检测到预期加羧和还原产物,说明羧化酶YCLBCD对底物具有特异性,并不能催化愈创木酚的加羧。另外,以苯酚和碳酸氢钠(提供C02)为底物,用含质粒pETDuet-sdc-car-sfp的重组菌发酵只得到加羧产物水杨酸,未检测到还原产物水杨醛或水杨醇,证明水杨酸脱羧酶Sdc可以催化苯酚加羧生成水杨酸,而羧酸还原酶CAR并不能催化水杨酸还原。