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3-羟基丙酸(3-Hydroxypropionic Acid，简称3-HP)，又名β-羟基丙酸(β-hydroxypropionic Acid)，与乳酸互为同分异构体。美国能源部将3-HP列为当前世界上12种最具开发潜力的化工产品之一，该分子性质较为活泼，可以用来合成很多重要的化工产品。目前利用微生物发酵法生产3-HP已在世界范围内掀起了研究热潮。本论文研究的主要内容是利用基因工程手段构建基因工程菌，以葡萄糖为底物通过3-羟基丙酸途径产3-HP。
本论文构建的基因工程菌涉及到两个关键酶，即乙酰CoA羧化酶(ACC)和丙二酰CoA还原酶(mcr)。葡萄糖首先在微生物自身代谢途径中转化为乙酰CoA，经乙酰CoA羧化酶(ACC)作用下转化成丙二酰CoA，最后在丙二酰CoA还原酶(mcr)作用下转化为3-HP。
在本文中，首先应用PCR技术从橙色绿屈挠菌中扩增3.6kb的编码丙二酰CoA还原酶基因mcr，构建重组质粒pBADl8-mcr，并获得表达乙酰CoA羧化酶(ACC)基因的重组质粒pCS11。得到重组大肠杆菌E.coliBL21(DE3)/pBAD18-mcr， E.coli BL21(DE3)/pCS11和 E.coliBL21(DE3)/(pCS11/pBAD18-mcr)。诱导重组菌得到重组蛋白，并对重组蛋白进行蛋白质电泳分析，结果表明两种酶的重组蛋白均有可溶性表达。对上述三种重组菌进行培养诱导，考察其利用葡萄糖生成3-HP的能力，结果表明，能够共表达 ACC和 mcr基因的重组菌 E.coliBL21(DE3)/(pCS11/pBAD18-mcr)，经IPTG和阿拉伯糖双诱导可成功利用葡萄糖生成3-HP，对底物及外源添加物的量进行优化后，在重组菌E.coliBL21(DE3)/(pCS11/pBAD18-mcr)生长进入中后期时添加终浓度为6g/L的葡萄糖，3-HP最高生成量为0.45g/L。