L-苯甘氨酸是一种重要的非天然α-氨基酸,其作为重要的药物中间体广泛应用于医药领域,探索它的绿色合成工艺具有重要的意义。本研究以探索L-苯甘氨酸的绿色合成工艺为主,采取两种策略生物合成L-苯甘氨酸。首先利用游离酶在添加辅酶的条件下催化D-扁桃酸,实现L-苯甘氨酸生物合成。其次,以微生物细胞作为催化剂构建重组大肠杆菌,利用细胞体内的辅酶循环系统在无辅酶添加的条件下实现D,L-扁桃酸生物合成L-苯甘氨酸。最后,通过响应面法优化出全细胞催化生成L-苯甘氨酸的最佳工艺条件,实现L-苯甘氨酸经济高效的合成。本研究的主要内容及结果如下:1.“一锅煮”法实现D-扁桃酸高效生物合成L-苯甘氨酸将新型高活性的D-扁桃酸脱氢酶（Lh DMDH）和L-亮氨酸脱氢酶（Es Leu DH）偶联,以D-扁桃酸为底物,加入较低浓度的氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）实现生物催化D-扁桃酸合成L-苯甘氨酸。通过对Lh DMDH和Es Leu DH的加酶量、辅酶的添加量、NH4+浓度、底物浓度等催化条件进行优化后,获得了该法生物合成L-苯甘氨酸最优的反应条件为:200 m M的D-扁桃酸、6.5 k U/L的加酶量、0.1 m M NAD+、500 m M NH4+的条件下、30℃反应12 h,产物的得率和对映体过量（e.e.）值分别可达98%和99%以上。2.重组大肠杆菌全细胞催化D,L-扁桃酸对映选择性制备L-苯甘氨酸借助p ACYCDuet-1和p ET28a双质粒共表达系统,构建了携带扁桃酸消旋酶（Ar MR）、D-扁桃酸脱氢酶（Lh DMDH）和L-亮氨酸脱氢酶（Es Leu DH）编码基因的重组大肠杆菌,将其命名为E.coli BL21（DE3）/p ACYCDuet-1-Es Leu DH-Lh DMDH:p ET28a-Ar MR。在低温、低浓度诱导剂的诱导下,该重组菌成功表达了具有各自催化活性的3种重组酶,其发酵液中D-扁桃酸脱氢酶、L-亮氨酸脱氢酶和扁桃酸消旋酶的活性分别为195.8、56.2和174.5 U/m L。以诱导后的全细胞为催化剂、D,L-扁桃酸为底物,在D,L-扁桃酸的初始浓度为50 m M、p H 9.5、500 m M NH4C1-NH3·H2O缓冲液的体系下,180 rpm、30℃反应48 h后,L-苯甘氨酸的得率可达77.48%,e.e.值大于99%。3.响应面法优化全细胞催化生成L-苯甘氨酸工艺条件通过响应面法优化了利用重组大肠杆菌催化合成L-苯甘氨酸的条件,在D,L-扁桃酸的初始浓度为300 m M,p H10.5、反应温度25℃和500 m M NH4C1-NH3·H2O缓冲液的条件下反应12 h,L-苯甘氨酸的得率和时空产率明显提高分别达到87.89%和79.70 g·L-1·d-1。本研究取得的成果具有较大的产业化潜力,为实现L-苯甘氨酸规模化的生物合成奠定了坚实的基础。