丹参素（Danshensu,DSS）是中药材丹参中主要的水溶性芳香酚酸类物质,大量的研究证实丹参素有着广泛的药理活性,在生物医药、保健品和临床中应用广泛。临床应用主要用于心肌的保护、抗动脉粥样硬化、抗血小板聚集和血栓形成、抗癌、肝脏的保护、抗炎症和对功能性视力的促进等。但是天然丹参素的含量很少并且提取效率很低,目前的丹参素生产也无法满足临床需要。所以寻找一条高效的合成丹参素的路线成为本课题的主要研究方向,本研究设计了一条多酶级联催化合成丹参素的新路线,对合成丹参素的反应条件进行了优化,首次实现了体外多酶一锅法高效合成丹参素,并对高浓度底物合成丹参素转化率低的原因进行了解析。主要研究内容如下:（1）设计了一条体外多酶级联催化合成DSS的新路线,采用EcTyrB、LfD2-HDH和CdgluD作为催化剂以左旋多巴（L-DOPA）为底物合成DSS。该路线由三个酶促反应组成,首先是L-DOPA通过EcTyrB脱氨基生成3,4-二羟基苯丙酮酸（DPA）,同时α-酮戊二酸作为氨基受体生成谷氨酸。之后LfD2-HDH在辅因子NADH的参与下,将3,4-二羟基苯丙酮酸（DPA）还原为DSS,NADH被氧化生成NAD+。其中,CdgluD催化NAD+和谷氨酸生成NADH和α-酮戊二酸是一个重要的反应。在该路线中,CdgluD将EcTyrB和LfD2-HDH催化生成的NAD+和谷氨酸在多酶级联催化反应中再生循环,实现了NADH和α-酮戊二酸的自满足,有效地降低了生产成本,且减少了副产物的产生。（2）对该路线合成DSS的反应条件进行优化,催化10 mM L-DOPA合成DSS的最优条件为:温度为35℃,pH7.0,EcTyrB、LfD2-HDH和CdgluD的酶负载量为0.1 U·m L-1、0.1 U·m L-1、0.05 U·m L-1,NAD+和谷氨酸浓度为5 m M和10 m M。在此条件下10 mM L-DOPA为底物多酶级联催化合成DSS的转化率为92.0%,DSS的时空生产率为1.82 g L-1 h-1。（3）提高底物L-DOPA的浓度进行合成DSS,通过提高EcTyrB的酶负载率来提高高浓度底物合成DSS时的转化率。当EcTyrB、LfD2-HDH和CdgluD酶负载量为3:2:1时,以20 m M到50 mM L-DOPA为底物合成DSS的转化率均大于80%,以40 mM L-DOPA为底物时达到了6.61 g·L-1·h-1的最高时空生产率。在以50 mM L-DOPA为底物时,获得了41.39 m M的最高DSS浓度,时空生产率为4.09 g·L-1·h-1,S/C值也达到最高为1.82。最后,对100 mM L-DOPA为底物合成DSS转化率低的原因进行了分析,结果表明:随着反应进行,体系中NH4+不断积累并在4 h时浓度达到43.3 m M,导致CdgluD活力基本丧失,影响了反应所必需的α-酮戊二酸和NADH的循环再生。