张晓梅 李新生 许正宏

3-羟基丙酸（3-hydroxypropionic acid，简称3-HP），又名β-羟基丙酸，是一种较为活泼的分子，可以用来合成多种重要的化工产品，还可以用于生产医药产品以及个人护理用品，所以其在商业上具有重大的开发价值［1］。目前，3-HP的生产方法主要是化学合成法，然而采用化学合成法生产3-HP难度较大，且产品分离纯化较复杂，生产成本相应较高。微生物发酵法与化学法相比，具有成本低、操作简单、条件温和、副产物少及绿色环保等优点。利用自然筛选的微生物还无法直接进行发酵法生产3-HP。因此，利用基因工程技术构建高产菌株被认为是今后的研究方向［2］。

微生物转化法生产3-HP有两条途径：以大肠杆菌为宿主菌，以葡萄糖［3-5］和甘油［6，7］为底物的生物转化路线。Cameron在专利中首次报道了甘油能在甘油脱水酶（来源于克雷伯氏菌）的作用下生成3-羟基丙醛（3-HPA），后者在醛脱氢酶（来源于酿酒酵母）的继续作用下生成3-HP［3-5］，但是，由于修饰系统的及启动子原因，来自于酿酒酵母的Aldh活性在大肠杆菌中始终较低。Raj等［6］以E.coli BL21（DE3）为宿主共表达了来源于克雷白氏肺炎杆菌（K.pneumoniae）DSM2026的甘油脱水酶DhaB和来源于E.coli K-12 MG1655的乙醛脱氢酶AldH，该重组菌可以直接利用甘油生产3-HP，但其产量仅为0.58g/L，进一步优化载体及诱导条件后，3-HP的最高产量达到4.4g/L［7］。最近有研究者报道了以K.pneumoniae 作为宿主菌，以甘油作为底物构建了产3-HP 基因工程菌，但由于K.pneumoniae 将更多的甘油转化成为1，3-丙二醇，因此3-HP的转化率难以提高［8，9］。本研究室在前期构建了能转化甘油为3-HP的含有双质粒的重组大肠杆菌JM109（pUCtacaldh，pEtac-dhaB），其 3-HP 的产量为 4.9g/L［10］。……