【目的】 提高全细胞催化反应体系中菌株对O₂的利用率,高效催化苯丙氨酸(Phenylalanine,PHE)合成苯乳酸(Phenyllactic Acid,PLA)。【方法】 基于异源表达透明颤菌血红蛋白(Vitreoscilla Hemoglobin,VHb)对宿主大肠杆菌生长情况的影响,采用基因工程技术构建包括VHb、氨基酸脱氨酶(L-amino Acid Deaminase,L-AAD)和乳酸脱氢酶(Lactate Dehydrogenase,LDH)的多酶偶联表达体系,优化关键酶的表达调控策略,并通过连续传代实验评价重组菌株的遗传稳定性。【结果】 异源表达VHb能提高菌株对O₂的利用率,明显促进宿主大肠杆菌的生长速度和最大生物量。在摇瓶培养中,菌株在扩大培养阶段进入对数生长期的时间缩短了1.5 h,且在单独诱导表达VHb时最大生物量提高了46%。经VHb表达调控策略优化,获得优势重组菌株大肠杆菌BL21(pRSFDuet-aad-ldh-T7-rbs2-2vhb);进一步优化全细胞催化反应体系,确定最优反应条件为PBS缓冲液浓度0.010 mol/L、pH值7.0、温度37 ℃、转速250 r/min,在此条件下,优势重组菌株的PLA最大产量为53.7 g/L;优势重组菌株稳定性良好,连续传代10次,每一代菌株PLA产量的变化率均小于5%,具有成为工业化菌株的潜力。【结论】 异源共表达VHb可促进大肠杆菌的生长,提高全细胞催化合成PLA的产量。