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衣康酸是制造乳胶、塑料、化纤、合成树脂、离子交换树脂，表面活性剂和高分子螯合剂的良好添加剂和单体原料，被广泛应用于化纤行业、橡胶行业、树脂行业、造纸行业等等，是一种用途广泛，前景良好的化工产品。 目前，衣康酸的工业生产方法主要采用丝状真菌土曲霉发酵生产衣康酸，但土曲霉生长速率低，对供氧要求高，发酵工艺复杂，发酵副产物难控制，遗传改造困难，产量难以提高。随着基因工程，代谢工程，合成生物学的快速发展，很多研究者尝试在大肠杆菌内合成衣康酸。大肠杆菌生长速度快，菌体繁殖迅速，培养方法简单，培养基成分清晰可控，遗传稳定性好且基因序列已被全基因组测序，分子生物学方法和蛋白表达系统成熟，被美国FDA批准为安全的基因工程受体生物。 本课题利用大肠杆菌基因工程方法在大肠杆菌内异源表达衣康酸生物合成的关键酶顺式乌头酸脱羧酶CAD，柠檬酸合酶GA和乌头酸酶ACN，成功导入衣康酸合成途径，使大肠杆菌在优化的ItaMM培养基，最佳发酵温度30℃和最适pH=7.0条件下发酵生产衣康酸。利用多酶组装策略将衣康酸生物合成的关键酶与相互作用蛋白对PDZ/PDZlig、SH3/SH31ig融合形成定向自组装三酶纳米复合体，使衣康酸生物合成关键酶催化效率更高，作用时间更持久，有效提高了重组大肠杆菌衣康酸的产量。 CRISPR/Cas9是近年来研究最热，发展最快，应用最广的基因编辑工具，本课题利用以CRISPR/Cas9和λ-Red同源重组构建的基因编辑双质粒pCas和pTarget敲除大肠杆菌乙醛酸途径关键酶基因icL和柠檬酸循环关键酶基因icd，改变碳代谢网络分布，减少乙醛酸途径和柠檬酸循环的碳代谢流，使衣康酸前体异柠檬酸大量积累，继而提高衣康酸的产量。乙酸、甲酸和乳酸是衣康酸发酵的主要副产物，利用CRISPR/Cas9和λ-Red依次敲除副产物途径关键酶基因poxB，pflB和ldhA，截断副产物合成途径，使碳代谢重要中间体丙酮酸大量积累，并在衣康酸生物合成关键酶催化作用下合成衣康酸。通过实验，成功得到一株高产衣康酸的重组大肠杆菌Ita55(E.coli MG1655-ΔicL-Δicd-ΔpoxB-ΔpflB-ΔldhA-pQE-csl-gsp-pKV-apl)，经ItaMM培养基，30℃，发酵100h，衣康酸产量为3.06g/L。