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第一部分：二元羧酸顺,顺-己二烯二酸因其作为平台化合物来生产一些诸如尼龙6,6,聚氨酯(通过中间体己二酸)以及聚对苯二甲酸乙二酯(通过对苯二甲酸)等有价值的生物塑料的潜在价值而引起人们的极大兴趣。这里我们用酿酒酵母来生产顺,顺-己二烯二酸。通过将来自Klebsiella pnemoniae的3-脱氢芥草酸脱水酶,来自K.pnemoniae的原儿茶酸脱羧酶以及来自Acinetobacter baylyi的邻苯二酚1,2-双加氧酶基因导入到酵母中来构建合成路径。因PCA脱羧酶是合成中的限速步骤,本实验尝试将连接有筛选标记(G418)的PCA脱羧酶基因(AroY)通过酵母转化将其整合到染色体的δ序列上,通过多轮转化提高G418的筛选浓度来提高PCA脱羧酶在染色体上的拷贝数,最终得到一整合基因拷贝数约为9的菌株,顺,顺-己二烯二酸的产率提高约为76%,产量可达272mg/L。第二部分：“高铁霉素”是一类结构中含有“铁螯合物”的作用机制独特的抗生素。其中的“铁螯合物”可靶向细菌中特定的铁转运系统,辅助抗生素分子以主动运输的方式高效转运进入菌体,使抗生素作用效能显著提高。Albomycin由链霉菌产生,是“高铁霉素”家族中的典型代表,带有铁色素类的“铁螯合物”。本研究在基本获得Albomycin的生物合成基因簇的基础上,利用DNA assembler技术构建铁色素的生物合成路径,在S. lividans TK64中进行异源表达来合成铁色素。第三部分：具光学活性的氨基酸已被广泛用于合成抗生素,抗真菌药,杀虫剂和甜味剂。其中D-对羟基苯甘氨酸尤其重要,可用于合成羟氨苄青霉素、头孢拉定等抗菌药物,成为国内最紧缺的医药中间体之一。它可从DL-苯海因通过D-海因酶和N-氨甲酰基水解酶的两步催化生成。为了使其更具有工业应用价值,我们首次将这两个酶与几丁质结合结构域融合异源表达于大肠杆菌中,并从中分离得到一具催化活性的可溶蛋白,实现“一步酶”法合成D-对羟基苯甘氨酸。此外,尝试将其固定于几丁质上,使酶可重复利用。因N-氨甲酰基水解酶的抗氧化性及热稳定性差,本课题用易错PCR构建蛋白突变库,并建立高通量筛选模型筛选抗氧化性强热稳定性高的酶。