陈久洲，王钰，蒲伟，郑平，孙际宾

（中国科学院天津工业生物技术研究所，中国科学院系统微生物工程重点实验室，天津 300308）

5-氨基乙酰丙酸（5-aminolevulinic acid，5-ALA）是一种非蛋白质氨基酸，在生命体中广泛存在，是血红素、叶绿素、维生素B12等四吡咯化合物生物合成的必需前体。由于在生物体内所处的关键代谢节点及其下游代谢物的重要生理功能，5-ALA在医药、保健、动物健康和植物营养等方面具有重要的应用价值和广阔的应用前景［1］。作为第二代光敏剂，5-ALA 从20 世纪90 年代就开始用于皮肤类疾病的光动力学治疗以及癌症的光动力学诊断和辅助切除［2-3］。基于血红素和维生素B12在动物能量和物质代谢中的重要作用，外源补充5-ALA可以促进人体和畜禽的新陈代谢，增强机体活力和免疫力［4］。由于具有生物可降解和无毒无残留的特性，5-ALA 还被用作绿色安全的植物生长调节剂，用于促进作物在逆境条件下的生长以及果实着色等［5］。广阔的应用前景也吸引了研究人员不断尝试开发并改进5-ALA 的合成技术。目前，5-ALA 主要通过化学合成法生产，然而化学合成工艺的高复杂性和高污染限制了其工业化生产的规模，目前国内甚至没有企业能够一次性提供百公斤规模的产品；多步催化反应以及低产物收率也进一步推高了产品的生产成本，从而限制了其在各领域中的大规模应用推广［6］。

生物体内有两条5-ALA 生物合成途径，即C4途径和C5途径，分别以琥珀酰辅酶A 和甘氨酸、谷氨酸为底物，通过一步或三步酶促反应合成5-ALA，然后再经过多步酶促反应生产血红素等终产物（图1）［7］。……