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含有3-羟基丙酸(3HP)或4-羟基丁酸(4HB)单体组成的聚羟基脂肪酸酯(PHA)具有很多优良性能和广阔的应用前景。他们通常利用结构相关的碳源如3HP,4HB为底物进行合成。但是,这种化学合成的底物价格非常昂贵且不易在市场上购得,极大的限制了相关PHA的进一步研究和生产应用。本论文研究利用生物合成的方法,在大肠杆菌Escherichia coli S17-1,恶臭假单胞菌Pseudomonas putida KT2442,嗜水气单胞菌Aeromonas hydrophila 4AK4以及它们过表达1,3-丙二醇脱氢酶基因dhaT和/或醛脱氢酶基因aldD的重组菌中实现了3HP和4HB的生产。基因dhaT和aldD克隆自P. putida KT2442,具有催化1,3-丙二醇(1,3-PD)转化为3HP,1,4-丁二醇(1,4-BD)转化为4HB的活性。含有3HP和/或4HB的发酵液不需要经过提纯,可以直接用于均聚物聚4-羟基脂肪酸酯(P(4HB)),共聚物聚3-羟基丁酸-4-羟基丁酸酯(P(3HB-4HB))和聚3-羟基丙酸-4-羟基丁酸酯(P(3HP-4HB))的生产。过表达基因dhaT和aldD的重组菌A. hydrophila 4AK4(pZL-dhaT-aldD)是最有效的3HP和4HB生产菌。摇瓶培养48 h后,该菌利用10 g/L的1,3-PD或1,4-BD分别生产了4.6 g/L 3HP和4 g/L 4HB。6 L的发酵罐培养52 h后,该菌可以在酶dhaT和aldD的催化下由20 g/L各自的底物1,3-PD、1,4-BD分别转化出超过10 g/L的产物3HP、4HB。重组E. coli S17-1利用含有4HB的发酵液为底物,积累83 wt%的细胞内P(4HB);而当以同时含有3HP和4HB的发酵液为底物时,积累60 wt%的新型共聚物P(3HP-4HB),其中3HP单体含量为5.5 mol%。重组罗氏产碱杆菌Ralstonia eutropha H16利用含有4HB的发酵液在培养72 h后生长至细胞干重6 g/L,积累49 wt%的P(3HB-13%4HB)。