α-熊果苷是对苯二酚（Hydroquinone,HQ）的糖基化产物,由于其在预防黑色素生成方面的卓越功效而在美白类化妆品中具有广泛的应用。全细胞催化法可以实现a-熊果苷的高效合成,极具工业化应用价值。本论文通过在宿主枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）基因组上整合表达蔗糖磷酸化酶,提高了菌株的遗传稳定性,实现了α-熊果苷的稳定高效合成。此外,通过代谢工程改造的手段对菌株的蔗糖代谢途径进行改造,减少了全细胞催化过程中细胞对蔗糖的分解消耗。最后对催化反应副产物转化成底物途径的相关基因的进行强化表达,并使用蛋白降解标签来控制下游竞争途径中的关键酶在表达后发生降解,提高了底物的碳原子利用效率。本论文主要研究结果如下:（1）在B.subtilis WB800中,使用P43启动子,多位点整合表达变异链球菌来源的蔗糖磷酸化酶的编码基因smut,并对RBS序列进行优化,获得重组菌株BS8S4,菌株α-熊果苷的产量达到87.6 g·L-1,底物HQ的转化率为70.8%。（2）对BS8S4菌株全细胞催化的时间、细胞培养时的溶氧水平以及催化温度进行优化,发现在装有50 m L培养基的250 m L带挡板摇瓶中,以转速220 r·min-1的转速培养细胞,收集菌体,30°C下催化48 h后,α-熊果苷的积累量达到116.0 g·L-1,HQ的摩尔转化率为93.8%。（3）对BS8S4菌株细胞的重复利用性进行检测,发现第二到第五次重复使用,菌株的α-熊果苷产量分别为第一次的93.5%、78.8%、67.7%和43.9%;扫描电镜观察显示,随着催化次数的增加,细胞表面的损伤程度加重,且细胞聚集现象越发明显。（4）对BS8S4菌株进行发酵罐水平的全细胞催化,首先在3 L罐上培养菌体细胞,37°C培养12 h,转速为500 r·min-1,通气量为3 vvm;然后收集细胞在1 L罐上进行全细胞催化,在避光条件下30°C催化36 h,搅拌转速为200 r·min-1,通气量为2 vvm,α-熊果苷产量为123.3 g·L-1,HQ的摩尔转化率为99.7%。（5）敲除BS8S4菌株的果聚糖蔗糖酶编码基因sac B和蔗糖-6-磷酸水解酶编码基因sac A,获得重组菌株BS8S404,与出发菌株相比,BS8S404细胞在催化合成α-熊果苷的过程中,对蔗糖的消耗量降低了23%-66%。（6）构建木糖诱导型蛋白降解系统,在保证细胞正常生长的前提下诱导磷酸果糖激酶Pfk A的降解;对6-磷酸果糖到1-磷酸葡萄糖途径中的pgi（6-磷酸葡萄糖异构酶的编码基因）和pgc A（磷酸葡糖异构酶的编码基因）进行强化表达,使得催化过程中产生的副产物果糖也用于α-熊果苷的合成,导致底物蔗糖的添加量降低了35.6%,蔗糖的摩尔转化率提高了15.4%。