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α,β-不饱和脂肪酸作为脂肪酸中的一类,可经过进一步的加工生产得到多种类品质良好的的精细化工用品,被广泛地应用于食品、医药、香料等行业,因此是一种重要的化工平台产品。目前,α,β-不饱和脂肪酸的合成大多采用化学合成法,其中中链α,β-不饱和脂肪酸合成过程存在反应活性低等问题,一直以来其合成瓶颈难以突破。反式2-癸烯酸作为中链α,β-不饱和脂肪酸中的一类,可作为神经类药物、香料、保健品等重要产品的中间体、其应用价值十分广泛,因此进一步研究反式2-癸烯酸高效且绿色的合成方式对于其应用价值的进一步开发探究具有重要的意义。本论文中,我们以大肠杆菌脂肪酸β氧化途径为基础进行设计,针对关键酶进行改造,构建了生物合成反式2-癸烯酸的代谢途径。本研究设计的代谢途径以癸酸为原料,经过酯酰Co A合成酶Fad D作用将癸酸活化后,在酯酰Co A脱氢酶Fad E的氧化作用下形成了特定碳原子之间的不饱和双键,最终在硫酯酶Ydi I的作用下将癸烯酰Co A的辅酶A脱去,从而释放出目的产物反式2-癸烯酸。本研究设计的合成途径中成功表达了酯酰Co A合成酶Fad D、酯酰Co A脱氢酶Fad E以及酯酰Co A硫酯酶Ydi I这三类关键酶,该重组菌经生物催化后可产生23 mg/L的反式2-癸烯酸;同时,本研究成功敲除了烯酰Co A水合酶Fad B,有效抑制了产物支路途径的消耗以及副产物的形成;成功敲除了蛋白操纵子Fad R抑制了对本地脂肪酸降解相关基因的调控,促进β氧化的进程,Fad B和Fad R双敲除菌株,其反式2-癸酸产量达39 mg/L。在此基础上我们进行全细胞催化条件优化,进一步提高目的产物癸烯酸的产量,最终反式2-癸烯酸的产量可达111mg/L。该代谢途径的构建为后续10-HDA及不同碳链长度α,β-不饱和脂肪酸的合成提供了平台及理论基础。