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5-氨基乙酰丙酸(ALA)是生物体内四吡咯化合物(如亚铁血红素、卟啉、叶绿素和维生素B<,12>等)的共同前体，广泛存在于微生物、植物和动物细胞中。近年来，研究发现ALA不仅可作绿色除草剂和生物杀虫剂，还可用于癌症治疗、皮肤病治疗、铅中毒检测等领域，是一种非常有前途的光动力学药物。
本实验室已利用生物体内的碳四途径，成功构建了高产ALA的重组大肠杆菌。通过过量表达ALA合成酶催化琥珀酰辅酶A和甘氨酸的缩合反应，使得ALA的发酵水平到达了6.6 g/L(50 mM)。
5-氨基乙酰丙酸脱水酶(ALAD，又名胆色素原合成酶PBGS，E．C．4.2.1.24)能够催化两分子ALA不对称缩合形成胆色素原。作为ALA代谢途径的下游酶，在重组工程菌的发酵生产过程中，脱水酶会导致ALA积累量的减少，但缺乏该酶又会影响细胞的正常生理活动。因此，深入了解ALAD的酶催化动力学特征，采用一定的手段在产ALA期间部分抑制ALAD的活性，就有可能进一步提高ALA产量。
本工作将大肠杆菌Rosseta(DE3)的ALAD基因(hemB)克隆到大肠杆菌表达载体pET-28a(+)上，重组质粒命名为pET28a-hemB。将pET28a-hemB转化入大肠杆菌BL21(DE3)中，成功构建了重组菌E.coli BL21(DE3)/pET28a(+)-hemB，并使融合蛋白带上6His亲和标签。重组菌经1 mM IPTG诱导表达后，SDS-PAGE结果显示，在36.5 kD处蛋白获得过量表达，经改良的Ehrlich试剂显色反应测定ALAD活力，结果发现重组ALAD比活力达到3.10×10<'3> U/mg protein。
研究重组菌E.coli BL21(DE3)/pET28a(+)-hemB生产5-氨基乙酰丙酸脱水酶的诱导条件，确定了摇瓶发酵的最优诱导条件为：发酵开始后2 h添加诱导剂，诱导剂IPTG终浓度为0.4 mM，诱导后的培养温度为28℃，诱导后的表达时间以4 h为宜。通过亲和层析、凝胶过滤层析和冷冻干燥三个步骤得到5-氨基乙酰丙酸脱水酶纯品。经过整个分离纯化过程，5-氨基乙酰丙酸脱水酶的比活力提高了6.19倍。
对重组ALA脱水酶进行了一系列酶学性质的研究，该酶的最适pH值为7.5，最适反应温度为37℃，K<,m>为0.569 mM，Mn<'2+>、Ca<'2+>和K<'+>能够显著提高酶活力，Cu<'2+>和Li<'+>显著抑制了酶活力，10 mM金属离子螯合剂EDTA可导致近90％的酶活力丧失，Mg<'2+>对酶活性起着重要作用，低浓度的二硫苏糖醇能够提高ALA脱水酶活性，底物类似物乙酰丙酸、D-葡萄糖以及D-木糖对该酶有着显著的抑制作用。