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本论文主要对以下三个方面进行了研究：Ⅰ、万古霉素生物合成基因簇的异源表达；Ⅱ、万古霉素产生菌东方拟无枝酸菌HCCB10007的遗传操作系统；Ⅲ、生物催化法制备L-2-氨基丁酸。
Ⅰ、目前，对于难于进行遗传操作的抗生素产生菌，将整个抗生素生物合成基因簇表达于遗传背景清楚、便于操作的异源宿主中，不失为一种研究抗生素生物合成途径的优选方法。本研究运用Red/ET介导的同源重组将位于两个粘粒上的万古霉素生物合成基因簇拼接于自行构建的大肠杆菌/链霉菌穿梭BAC载体pLYZL08上。随后将含有万古霉素生物合成基因簇的质粒pLYBV311S经接合转移导入并整合到多种宿主如变铅青链霉菌TK23、变铅青链霉菌ZX7、天蓝色链霉菌M145、天蓝色链霉菌FX23、毒三素链霉菌HCCB10023、白色链霉菌J1074、委内瑞拉链霉菌NRRL2277、玫瑰孢链霉菌HCCB10043、维基尼链霉菌CPCC60070、淡紫灰链霉菌CPCC60071和始旋链霉菌HCCB10096的基因组中。在这些工程菌的发酵产物中并未检测到万古霉素，却均有一个分子量为414的新化合物ZL08B。对其中两株工程菌变铅青链霉菌TK23/pLYBV311S和毒三素链霉菌HCCB10023/pLYBV311S中万古霉素生物合成基因簇上的合成与调控基因进行转录分析发现，这些基因均转录。以变铅青链霉菌TK23/pLYBV311S为研究对象，在培养基中分别和共同添加万古霉素合成前体D-亮氨酸、对羟基苯甘氨酸、B-羟基酪氨酸、3，5-二羟基苯乙酸并优化工程菌培养条件均没有获得万古霉素。本研究表明Red/ET介导的同源重组可用于获取大型的生物合成基因簇；而万古霉素生物合成相关基因在异源宿主中均转录却没有万古霉素产物，其原因仍然未知。
Ⅱ、本部分工作尝试建立万古霉素产生菌东方拟无枝酸菌HCCB10007的遗传操作系统。首先确定了候选的抗性筛选标记：安普霉素、硫链丝菌素和红霉素。随后对外源基因的导入方法及载体系统进行了研究：1）接合转移：当受体菌为培养两天的孢子时，以非复制型载体pLYZL102构建的敲除质粒，同源臂为3-4kb时，检测到接合转移效率约3×1O-5转化子/受体细胞，同源臂为1-2kb时基本上检测不到转化子。2）电转化：当菌体处于生长早期（16-20小时）制备的电转化感受态细胞，在电转化条件为9.0kV/cm、25μF、600Ω时，检测到质粒pLYZL102-3的转化效率为48.5转化子/μg DNA，而用地中海拟无枝酸菌U32的培养条件制各的感受态细胞在上述电转化条件下未获得转化子；3）载体系统：除了非复制型质粒外，来源于拟无枝酸菌的复制型质粒pULVK2AE可以在HCCB10007中有效复制。而定点整合型质粒pSETI52和含有来自pSG5复制子的温敏型质粒pKC1139用两种转化方法，都很难获得转化子（0.25转化子/μg DNA）。另外，基于建立的HCCB10007的遗传操作系统，我们引入I-Scel酶切介导的重组系统，提高了同源重组的效率约60倍（0.6％提高至36%）。HCCB10007虽然为稀有放线菌，但是通过优化一系列条件仍然可以建立该菌的遗传操作系统，这为以后对该菌的分子生物学研究打下一定的基础。
Ⅲ、L-2-氨基丁酸可以L-苏氨酸和L-天冬氨酸为底物在苏氨酸脱氨酶和芳香族氨基酸转氨酶的共同作用下制备，但会产生副产物L-丙氨酸。经乙酰乳酸合酶的作用，可部分去除中间体丙酮酸从而降低了L-丙氨酸的含量。但由于L-丙氨酸和L-2-氨基丁酸在结构和化学性质上及其相似，少量的L-丙氨酸增加了L-2-氨基丁酸纯化的难度。为了去除残余的L-丙氨酸，我们将枯草芽孢杆菌丙氨酸消旋酶和瘦弱红酵母或变异三角酵母D-氨基酸氧化酶引入到反应体系中。丙氨酸消旋酶能有效区别L-丙氨酸和L-2-氨基丁酸两种底物，选择性的可逆催化L-丙氨酸为D-丙氨酸。D-氨基酸氧化酶则能立体选择催化D-丙氨酸为丙酮酸。经丙氨酸消旋酶和来源于瘦弱红酵母的D-氨基酸氧化酶的共同作用能完全去除转化液中少量的丙氨酸从而制备出高纯度的L-2-氨基丁酸。同时，这种方法还可以应用于其它中性氨基酸如L-叔亮氨酸和L-缬氨酸生产中副产物L-丙氨酸的去除。本研究应用五种酶全细胞催化L-苏氨酸和L-天冬氨酸制备出了L-2-氨基丁酸，尤其是丙氨酸消旋酶和D-氨基酸氧化酶的引入提高了产品的纯度。