【摘 要】
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肉桂酯类化合物大多都作为香料化合物,在化妆品和食品工业都具有广泛的应用并且还可以作为很多重要功能化合物的合成前体。然而,目前这类化合物的合成方法大多是从植物提取或化学合成,但植物提取成本高、效率低,化学合成会用到危险化合物并涉及高温高压等苛刻反应条件。随着科学技术的进步,社会的不断发展,研究的焦点向更低能耗、更低污染、更安全的生产方式转变。微生物发酵法,相对于污染严重、高温高压条件的化学合成来讲,
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肉桂酯类化合物大多都作为香料化合物,在化妆品和食品工业都具有广泛的应用并且还可以作为很多重要功能化合物的合成前体。然而,目前这类化合物的合成方法大多是从植物提取或化学合成,但植物提取成本高、效率低,化学合成会用到危险化合物并涉及高温高压等苛刻反应条件。随着科学技术的进步,社会的不断发展,研究的焦点向更低能耗、更低污染、更安全的生产方式转变。微生物发酵法,相对于污染严重、高温高压条件的化学合成来讲,具备反应条件温和简单,环境污染小等优势,在新兴工业领域逐渐崛起。本研究主要在微生物中引入肉桂酯类化合物的从头合成通路,实现了乙酸肉桂酯在大肠杆菌中的合成,并探索了异丁酸肉桂酯和异戊酸肉桂酯的生物合成途径。首先我们在高产苯丙氨酸的起始菌株BPHE中引入拟南芥的苯丙氨酸解氨酶（At PAL）、拟南芥的肉桂酰辅酶A还原酶（At CCR）和欧芹的对羟基肉桂酰辅酶A连接酶（Pc4CL）,最后结合大肠杆菌自身的内源性醛酮还原酶（AKRs）或醇脱氢酶（ADHs）作用下,实现微生物合成肉桂醇的通路构建。其次我们考察了来自烟草的苄醇苯甲酰转移酶（ANN09798）、来自仙女扇的苄醇苯甲酰转移酶（ANN09796）及来自仙女扇的苯甲醇乙酰转移酶（BEAT）用于肉桂醇的乙酰化效率。同时,我们提高胞内乙酰Co A的产量并比较了肉桂酸的不同还原途径。最终,我们成功地在大肠杆菌中实现了从葡萄糖合成乙酸肉桂酯,摇瓶发酵产量达166.9±6.6 mg/L。随后,对工程菌株进行高密度发酵,最高产量可达402±1.7 mg/L。在此基础上我们通过构建异丁酰Co A和异戊酰Co A合成通路并探究了这3种植物源酰基转移酶对于生物合成异丁酸肉桂酯和异戊酸肉桂酯的活性。总之,植物源苯甲醇酰基转移酶（ANN09798、ANN09796、BEAT）具有一定的底物宽泛性,可以将肉桂醇作为底物。本研究首次利用植物源的苯甲醇酰基转移酶合成乙酸肉桂酯,为微生物细胞工厂以葡萄糖作为碳源生产乙酸肉桂酯提供参考。
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