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4-羟基异亮氨酸（4-HIL）是一种极具潜力的糖尿病治疗药物。L-异亮氨酸双加氧酶（IDO）催化L-异亮氨酸（Ile）的C-4位发生羟基化形成4-HIL,同时α-酮戊二酸（α-KG）发生氧化并消耗氧气。在实验室前期研究中,将ido基因导入Ile生产菌Corynebacterium.glutamicum ssp.lactofermentum SN01中表达,实现了4-HIL的从头合成。本课题在ido表达菌株SN02的基础上,通过协同改善多底物的供应并提高IDO的活性,来提高4-HIL的产量。主要研究内容如下:（1）为了增强α-KG供应,分别表达异柠檬酸脱氢酶基因icd和敲除乙醛酸途径第一个基因aceA,获得菌株SZ08和SZ02。SZ08生长速率明显降低,4-HIL产量也下降,而SZ02中α-KG供应得到有效增强,4-HIL产量提高至69.47±2.18 mM,比出发菌株SN02的产量高18.9%,同时Ile合成得到加强,4-HIL与Ile的总量提高39.7%。（2）为了加强Ile供应,在aceA敲除菌中分别共表达ido-mqo和ido-lysC。所得菌株SZ03和SZ09的Ile浓度提高,4-HIL与Ile的总量增加,但Ile向4-HIL的转化率降低,使得4-HIL产量下降,原因可能是IDO活性不足。（3）为了提高IDO活性,将来自Bacillus weihenstephanensis的Ido基因ido3与mqo和ido共表达,构建菌株SZ04。共表达ido3有效地提高了IDO活性,使SZ04中4-HIL产量提高至91.54±8.29 mM。将ido3与lysC和ido共表达,构建菌株SZ10,4-HIL产量提高至78.38±1.63 mM。因此,ido3与mqo和ido共表达更有利于4-HIL的合成。（4）为了提高细胞的摄氧速率,在SZ04基础上再分别表达vgb和PdnaK启动子、PclgR启动子控制的vgb,获得菌株SZ05、SZ06和SZ07。虽然vgb的表达未对4-HIL产量产生显著影响,但加快了发酵前72 h中的细胞生长速度和4-HIL合成速率,尤其是用PdnaK启动子表达vgb时。发酵72 h时,在PdnaK-vgb表达菌株SZ06中4-HIL的产量是SZ04的2倍。（5）为了进一步提高4-HIL的产量,在优化的发酵培养基中培养vgb表达菌株SZ05、SZ06和SZ07。三株菌的4-HIL产量增加至102-117 mM,Ile向4-HIL的转化率都达到98%以上,其中SZ05的4-HIL产量增加至117.31±0.16 mM（17.24±0.02 g/L）,比出发菌株SN02的产量提高了1.0倍,糖酸转化率提高至0.166 mol/mol,比SN02提高80%。