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聚乳酸(PLA)是一类典型的生物聚酯,传统的合成方式包括生物发酵和化学聚合两步,即微生物发酵获得的乳酸经过催化剂介导的化学催化聚合形成PLA。PLA广泛应用于生物医药、食品乃至日常生活用品行业,但也存在着材料延展性差、含有重金属残余等缺陷,大大限制了其应用。与此同时,聚羟基脂肪酸酯(PHA)是一类由微生物合成并在胞内聚集的碳源和能源物质,具有生物可再生、生物可降解的特性。由于合成PHA的单体结构多样,不同类型的PHA材料学性质迥异。因此,将乳酸(LA)与不同种类的PHA单体分子共聚,可以改善PLA或者PHA的性能。此外,高昂的成本是限制生物发酵技术与传统化工技术竞争市场份额的重要阻碍,高密度发酵技术在增加发酵体积和过程成本的前提下提高单位体积产量,降低了发酵成本,应用意义明显。本论文通过点突变施氏假单胞菌的PHA聚合酶,构建了同时具有LA聚合活性和其他3-羟基脂肪酸(3-HA)聚合活性的PHA聚合酶PhaC1Ps(E130D S325T S477G Q481K)。以重组大肠杆菌为宿主,表达该突变的PHA聚合酶以及3-羟基丙酰辅酶A甘油合成途径所需基因、3-羟基丁酰辅酶A和乳酰辅酶A葡萄糖合成途径所需基因,第一次合成了新型共聚物P(LA-co-3HB-co-3HP),缩写为PLBP。通过调节底物的比例和宿主菌株的代谢改造,我们实现了PLBP共聚物的组分可调。调节PLBP共聚物的单体组成可以调控共聚物的热学性能和机械性能。为了进一步降低PLBP以及其他生物材料的生产成本,我们构建一株高密度发酵菌株Halomonas bluephagenesis TDHCD-R3。利用突变的DNA聚合酶III的ε亚基,构建了全基因组的随机突变系统;以“人工高密度”培养条件下积累的次级代谢产物作为筛选压力,我们搭建了高密度发酵菌株的筛选系统。构建的高密度菌株H.bluephagenesis TDHCD-R3具有良好的乙酸、甲酸、乳酸以及乙醇耐受。在此基础上过表达优化后的phaCAB操纵子,得到了PHA高产菌株H.bluephagenesis TDHCD-R3-8-3,该菌株摇瓶发酵细胞干重可达14.83 g/L,PHA含量94.46 wt%;7-L放大发酵中干重超过90 g/L,PHA接近80 wt%,相比于出发菌株优势明显。