生物进化学家设计出了一种系统，这种系统能够用于制备生物素。在该系统中，大肠埃希氏菌中用于操纵的生物素的基因被转化到了大肠杆菌的菌株中，并且在该菌株中基因表达。Gloeckler与其他的研究人员们描述了生物素的合成基因，分别是bioH、C、A、D和F，这些基因参与了球形的芽孢杆菌。[9]日本科学家小松原三郎与其他科研人员将从能够产生生物素的沙雷氏菌中克隆的外源生物素的重组的质粒，然后进一步把外界的生物素的基因衔接到到宿主细胞中，经过培养后能够生产出高产量的维生素H[10]。研究人员们还发现了在生物素的合成过程和代谢过程中，最终一步的反应是合成生物素的控速步骤，该反应是从失去硫原子的生物素转化为生物素，致使有大量的失去硫原子的生物素被累积下来，从而降低生物素的产率，为了解决这个问题，有关的美国科学家[11]和日本科学家[12]分别研究了由失去硫原子的生物素转化为生物素的生物转化方法，科学家们将脱失去硫原子的生物素与含有蛋白质因子NIFU和NIFS和bioB基因产物的系统相接触。将所产生的生物素从反应中的其他物质中分离出来。此外，他们还提供了一种发酵方法，这种方法能使失去硫原子的生物素产生出生物素。文献综述

    生物素的生物生产方法分为发酵法和酶法[13] ，这种发酵生产的操作方式可采取连续发酵，分批发酵和补料发酵三种发酵方式。有许多科研人员目前正在对生物素发酵的最佳条件进行探索和研究。

1.2 酶催化合成生物素手性中间体内酯

1.2.1重组大肠杆菌在生物素手性中间体内酯合成中的作用

大肠埃希氏菌通常被称为大肠杆菌，它是一种革兰氏阴性菌(G-)，并且属于短杆菌的一种。大肠埃希氏菌的周围布满了鞭毛，能够进行移动，而且不存在芽孢。大肠是它的重要的生长部位。它是一种对人体没有危害的单细胞的生物，它的结构十分简单，繁殖速度非常快而且容易被人类培育，因此成为了生物学上意义重大的用于研究的微生物。

大肠杆菌在生物技术方面具有非常重要的应用，它是基因研究中的首要的原核受体菌。在生物工程中所用的菌株都是经过不断地筛分与选择之后被挑选出来的非原始的菌株，由于它们已经不存在细胞壁了，因此这些菌株已经不可以靠自身以及自然的环境进行繁殖了。另外，生物工程用的都是优化过基因组的菌株让其具有不同的基因型，能够更利于分子克隆实验。当真核微生物的基因在大肠埃希氏菌中被表现出来的时候，一定要具有合适的表达载体。大肠杆菌也被作为一种基因工程菌，基因工程菌是指被人工地赋予了崭新的遗传性状的细菌。例如，一些科学家将人的胰岛素的基因带到了大肠埃希氏菌的细胞里，使得大肠埃希氏菌中有遗传能力的物质衔接到胰岛素的基因上。在它的细胞里，胰岛素的基因诱导大肠杆菌产出胰岛素。随着大肠杆菌的繁殖，胰岛素基因的基因就这样代代相传，从而使得后代的大肠杆菌也能够生产出胰岛素。大肠杆菌还被用作L.色氨酸的生产菌株，是目前主要运用的生产菌株之一，另一生产L.色氨酸的菌株是谷氨酸棒杆菌[14]。在早期，主要利用蛋白质进行水解的方法和化学合成的方法生产L.色氨酸，然而这些方法却存在着很多缺点， 比如生产工艺非常复杂、材料的来源比较有限以及生产周期比较长等等，所以这些方法渐渐地被微生物法所替代。微生物生产L.色氨酸的方法具有原料来源非常广泛、具有对环境的破坏较小以及生产成本价格低等优点，因此该方法已经被应用到很多的领域。基本上可以将微生物法分为酶法、直接发酵法和微生物转化法三种方法。在近几年，由于合成生物学、代谢工程和转录组学的发展，代谢工程被广泛地应用到微生物合成有机酸、聚羟基脂肪酸酯、氨基酸、萜类化合物、有机酸、生物燃料等诸多领域中。通过分析代谢的途径，引入外源基因，消除竞争支路或过量表达内源基因，研究人员成功地构建了能够合成指定目标化合物并且可以用于工业化生产的工程菌株。此外还有研究发现，重组大肠杆菌能够代谢木糖和混合糖产出乙醇[15]。由于大肠杆菌能够发酵许多不同的底物，并且大肠杆菌中具有能够利用木糖的所有必须酶，因此可用其代谢木糖从而产出乙醇[16]。乙醇可以由微生物的糖酵解过程转化而得，在糖酵解的过程中，戊糖和己糖等简单的糖可以由细胞进行代谢从而产生丙酮酸，再由丙酮酸转化为乳酸、乙醇等发酵产物。在糖酵解的过程中，可以利用大肠杆菌的自然的代谢途径将己糖和戊糖进行代谢分解，从而能够产生一些像乳酸、乙醇等具有酸性和中性的产物。但是使用大肠杆菌作为代谢途径也有其缺陷，比如由于大肠杆菌缺乏丙酮酸脱羧酶，因此不能有效地代谢丙酮酸转化为乙醛，所以大肠杆菌合成乙醇的能力是比较微弱的。源:自*优尔~·论,文'网·www.youerw.com/