王玉成, 宋 伟, 艾连中, 吴 静

（1.江南大学 药学院，江苏 无锡 214122；2.上海理工大学 医疗器械与食品学院，上海 200093）

乙醛酸（glyoxylic acid）是一种重要的化工原料，广泛应用于生产口服青霉素[1]、香兰素[2]、乙基香兰素和尿囊素等重要化学品。同时，乙醛酸能与苯酚缩合生成4-羟基扁桃酸，与氨反应生成羟基苯甘氨酸，是药物阿莫西林的重要前体[3]。

乙醛酸工业生产方法主要包括草酸电解法（草酸水溶液经电解还原，生成乙醛酸稀溶液）和乙二醛氧化法（乙二醛经贵金属催化生成乙醛酸）[4]。但是上述生产方法面临工艺复杂、能耗高、产品纯化困难等问题。另一方面，化学生产会造成环境污染。

生物技术法具有绿色节能、可持续性及副产物少等特点[5]，如乙醇酸经乙醇酸氧化酶生成乙醛酸，也有以木糖为底物采用微生物发酵生产乙醛酸[6]。然而，生物法生产乙醛酸面临产量低、反应时间长等缺点，限制了其工业化应用，如图1 所示，在KEGG 数据库中甘氨酸能经甘氨酸氧化酶（glycine oxidase, ThiO, EC 1.4.3.19）的催化，生产乙醛酸[7]。这一反应表明，若能以廉价易得的甘氨酸作为底物，生物催化生产乙醛酸，不仅能有效地缩减乙醛酸工业化固定资产，还能有效地消耗甘氨酸过剩的产能，带来良好的经济效益和产业价值。但是，目前尚无利用ThiO 催化生产乙醛酸的研究报道[8-9]，其产业瓶颈在于ThiO 的表达是以包涵体的形式存在[10]。

图1 甘氨酸氧化酶催化甘氨酸生成乙醛酸Fig.1 Glycine oxidase catalyzes glycine to glyoxylic acid

针对上述问题，本研究以实现ThiO 的可溶性表达[11-12]为目标，使用不同表达宿主和表达载体[13-15]，构建表达ThiO 的重组菌株。……