羟基酪醇（hydroxytyrosol,HT）是一种主要存在于橄榄中的天然多酚类化合物,具有多种有益健康的生物学和药理学活性,如抗氧化、抗癌、抗菌、消炎、预防心脑血管疾病和糖尿病、保护视网膜和骨质,在医药、食品和化妆品等行业具有巨大的应用潜力。鉴于目前HT合成方法存在的不足,本研究提出了一种用重组大肠杆菌全细胞催化L-DOPA（L-3,4-二羟基苯丙氨酸）合成HT的方法,具有经济、简便和高效的特点,有望为HT的工业化生产和实际应用奠定基础。主要研究内容和结果如下:（1）在本实验室前期工作筛选出的芳香族氨基酸转氨酶（TyrB）、α-酮酸脱羧酶（PmKDC）、醛还原酶（YahK）和L-谷氨酸脱氢酶（GluDH）的基础上,提出了HT的合成途径。在这个途径中,L-DOPA通过TyrB的转氨作用转化为3,4-二羟基苯丙酮酸,后者进一步通过PmKDC的脱羧作用转化为3,4-二羟基苯乙醛,最后,3,4-二羟基苯乙醛被YahK还原成HT,同时巧妙利用GluDH将转氨反应和还原反应耦合起来,实现辅因子再生。以四酶混合催化的方式成功验证了该途径的可行性。（2）将这四个酶以双质粒共表达的方式构建了一系列共表达菌株,通过使用pRSFDuet-1（高拷贝）,pETDuet-1（中拷贝）和pCDFDuet-1（低拷贝）这3种不同拷贝数的质粒调节四个酶的相对活性,平衡各酶的反应速率,化解反应途径的瓶颈。比较了各菌株的产HT能力,得到了最佳HT合成菌株（E.coli BL21（DE3）/pRSF-yahK-tyrB/pCDF-gludh-Pmkdc）。（3）对培养基包括培养基种类、碳源、氮源、无机盐和培养基组分配比进行了优化。最佳培养基为:蛋白胨15 g·L^-1、酵母提取物30 g·L^-1、葡萄糖10 g·L^-1、MgSO₄ 2.5mmol·L^-1、KH₂PO₄ 17 mmol·L^-1,K₂HPO₄ 72 mmol·L^-1。培养基优化后1 h产量(6.21mmol·L^-1)比未优化的LB培养基(3.43 mmol·L^-1)提高81.05%。（4）对诱导条件包括诱导时机、IPTG浓度、诱导温度和诱导时长进行了优化。最佳诱导条件为:OD₆₀₀为0.8时诱导、IPTG浓度0.4 mmol·L^-1、诱导温度20℃、诱导时长18 h。诱导条件优化后1 h产量(7.45 mmol·L^-1)比优化前提高19.97%。（5）对全细胞催化条件包括pH、温度和转速进行了优化。最佳全细胞催化条件为:pH 7.5、温度35℃、转速50 r·min^-1。全细胞催化条件优化后1 h产量(9.60 mmol·L^-1)比优化前高出28.86%。（6）让最佳合成菌株在优化后的条件下进行HT的合成,7 h后HT产量达到最高,为39.79 mmol·L^-1(6.13 g·L^-1),转化率为97.98%,7 h综合时空产率为0.88 g·L^-1·h^-1。该产率优于目前文献已经报道的生物合成HT的研究成果。（7）用大孔吸附树脂吸附和乙酸乙酯萃取的方式对反应得到的HT进行了初步纯化,HPLC检测结果表明280 nm下峰面积归一法计算纯度为99.6%。