综述：L-多巴生物合成与生产的生物技术进展

（编辑推荐）本综述系统梳理了利用代谢工程改造大肠杆菌（Escherichia coli）及酪氨酸酶（tyrosinase）、对羟基苯乙酸3-羟化酶（PHAH）、酪氨酸酚裂解酶（TPL）等微生物体系生产L-多巴（L-DOPA）的最新策略，对比分析了其转化效率、对映选择性及工业化潜力，为帕金森病（PD）治疗药物的绿色生产提供技术参考。

　　

ABSTRACT

L-多巴（3,4-二羟基苯基-L-丙氨酸，L-DOPA）作为帕金森病（PD）——一种与多巴胺耗竭相关的退行性脑疾病的核心治疗药物，已沿用六十年。近年来，基于微生物代谢工程或酶催化过程的生物技术因其高效转化、立体选择性强、成本低廉及环境友好等优势，成为替代传统化学合成的热点方向。

代谢工程策略
通过调控大肠杆菌（Escherichia coli）碳代谢通路，研究者成功构建了可直接从葡萄糖合成L-DOPA的工程菌株。例如，强化莽草酸途径关键酶表达或阻断竞争性分支代谢流，显著提高了前体酪氨酸的供给效率。此外，引入异源酪氨酸羟化酶（TYH）或利用内源性芳香族氨基酸羟化系统，实现了L-DOPA的高效积累。

微生物酶催化体系

1. 酪氨酸酶（tyrosinase）：催化酪氨酸羟基化生成L-DOPA，但易因过度氧化导致产物降解；
2. 对羟基苯乙酸3-羟化酶（PHAH）：特异性催化对羟基苯乙酸衍生物生成L-DOPA，副产物少；
3. 酪氨酸酚裂解酶（TPL）：通过逆向反应一步合成L-DOPA，需严格控制反应条件以避免逆反应。

工业化挑战与前景
当前生物技术路线的瓶颈包括酶稳定性不足、底物抑制效应及规模化纯化成本。未来可通过定向进化提升酶活性、开发固定化细胞反应器或耦合原位分离技术优化流程。综述强调，结合合成生物学与智能发酵控制，L-DOPA生物制造将加速迈向千吨级工业化生产。

Conflicts of Interest

作者声明无利益冲突。