聚羟基脂肪酸酯(PHA)是目前最受人们关注的生物可降解材料之一,具有生物可降解性、生物相容性等优良性质,有广泛的应用前景。本文以开发新型PHA材料为中心着重开展了两方面工作,一方面对现有PHA材料PHB和PHBHHx的共混体系进行了系统研究,提出改性现有PHA材料的新思路;另一方面对新一代PHA材料的生物代谢工程进行前期探索,取得初步成果。本文主要研究结果概括如下:1.PHB和PHBHHx在共混体系中完全相容。PHB/PHBHHx共混体系表现出典型部分结晶极性生物高分子的特性,共混材料的表面化学状态、表面活性能、极性等表面物化性质均与材料的结晶性质直接相关。2.PHB/PHBHHx膜的蛋白质吸附量和细胞粘附量依赖于共混体系的表面自由能;材料表面物化性质对细胞的增殖、成熟、分化具有强烈影响。以上两点提示可以通过简单改变材料的结晶性质调制材料的生物相容性。3.应用降落PCR技术成功克隆并验证了多个拥有自主知识产权的编码PHA中长链前体合成酶(R)-3-羟基酰基载体蛋白-辅酶A转酰基酶(PhaG)的phaG基因,提示该酶介导的代谢途径广泛存在于自然界中。4.通过异源表达phaG基因首次实现了昂贵化学品3-羟基癸酸(3HD)的直接生物合成,并初步优化了生产条件,获得专利授权。5.首次将硫酯酶II的研究与PHA及其单体的生物合成研究相联系,证明了在PhaG介导的从葡萄糖、果糖等碳水化合物直接生物合成3HD的过程中,硫酯酶II起到关键的裂解3-羟基脂酰辅酶A的作用。同时在硫酯酶II缺陷型E. coli CH01菌株中共表达PhaG和PHA聚合酶实现了利用廉价碳水化合物进行中长链PHA的生物合成。6.研究发现异源表达phaG基因造成3-羟基癸酰辅酶A的异常积累会诱导硫酯酶II的表达,提示防止胞内脂酰辅酶A的异常积累、维持胞内适宜脂酰辅酶A水平可能是硫酯酶II的重要生理生化功能,为解决困扰生物学家近40年的难题提供重要的实验依据。