翁焕娇 ， 丁雯雯 ， 石雅南 ， 李江华 *， 康 振

（1.江南大学 工业生物技术教育部重点实验室，江苏 无锡 214122；2.江南大学 生物工程学院，江苏 无锡214122）

血红素是一种存在于生物体内的含铁卟啉衍生物，由原卟啉与1个二价铁原子构成[1]。其核心是亚铁离子，具有携氧能力，是有氧呼吸及厌氧呼吸电子传递链蛋白质的重要组分，参与生物细胞中的多种氧化代谢，包括氧气运输、氧化应激反应和依赖于电子传递的氧化磷酸化等；除此之外，它还参与其他双原子气体的合成，例如一氧化碳和一氧化氮[2-3]。作为一个调节因子，血红素通过在转录水平、翻译水平、蛋白质靶定、蛋白质稳定性和分化等方面介导基因的表达[4-12]。目前，血红素不仅在食品行业常被用于着色剂，如肠类制品；在医学临床上也广泛的使用，如作为半合成胆红素原料，生产抗肝功能亢进、抗炎症作用和抗肿瘤作用的重要药物等。此外，血红素也是良好的补血剂，亚铁血红素可直接被人体吸收，吸收率高达10%~20%[13-16]。

包括血红素在内的卟啉类化合物的合成可以通过化学合成，但是由于它们结构复杂，合成过程中反应步骤繁琐，得率比较低，使得卟啉类化合物价格昂贵[17]。为此，微生物成为生产结构复杂的卟啉类化合物的最佳选择。随着基因工程技术的成熟，选择大肠杆菌作为宿主大量合成血红素具有广阔的前景[1，18]。

在生物体内，血红素的合成需要经过多步酶促反应，且途径中涉及到的酶大部分都是高度保守的[2]。……