丙烯酸(acrylic acid)是一种重要的化工原料,目前主要靠石油化工方法生产,然而该法具有其它化学制备方法所共有的缺点。因此,研究和探索丙烯酸的生物合成途径,利用生物方法制备丙烯酸是十分必要的。自然界中丙烯酸的生成一般有如下两种方式：1)通过碳数的改变,形成丙烯或丙酸骨架,再通过官能团进一步修饰,生成丙烯酸；2)在三碳的骨架上改性生成丙烯酸。本文分别以粪产碱杆菌,红球菌和丙酸梭菌为出发菌株,尝试使用三种不同的方法生物制备丙烯酸：通过构建粪产碱杆菌的基因组文库,克隆筛选粪产碱杆菌二甲基巯基丙酸裂解酶基因,在大肠杆菌表达载体pET-22b中表达,期望获得阳性克隆,并实现二甲基巯基丙酸向丙烯酸的转化。但主要由于基因组文库库容和筛选量不够,未能实现预期结果。以红球菌基因组为模板,成功克隆了酰胺酶基因ami,构建质粒pET-22b,在大肠杆菌(E.col) BL21(DE3)中获得表达。对酰胺酶表达量,比酶活和酶的最适温度,pH值进行了探索,结果表明ami基因在大肠杆菌中表达后,有一定量包涵体存在,酰胺酶最适温度为37℃,pH为7.0；蛋白比酶活可达到2.8U/mg,蛋白表达量可达1.7mg/ml。为提高酰胺酶的表达量和酶活,以枯草芽孢杆菌为表达宿主,选择5个调控强度不同的启动子(amyE, sacB, p43, degQ, aprE)分别表达酰胺酶,比较酰胺酶的表达量和酶活,结果表明以amyE为启动子ami基因表达效率最高,比酶活可达8.7U/mg,表达量可达2.3mg/L,比原始菌提高了4倍。在最适温度37℃,最适pH值7.0时,6小时内丙烯酸的转化率可达到90%。同时在丙酸梭菌中成功表达了乳酸脱水酶lcd和辅酶A转移酶pct。在5L发酵罐初步发酵丙酸梭菌,实现了乳酸到丙烯酸的转化。为研究生物法制备丙烯酸奠定了一定的基础。