L-蛋氨酸是人和动物体内内无法合成的八种氨基酸之一,被广泛的应用于多个行业,然而目前L-蛋氨酸仍然依靠化学法合成,并没有实现工业化的微生物发酵生产。本文使用的菌株为谷氨酸棒杆菌ATCC13032,该菌株已经能够工业化地生产L-谷氨酸和L-赖氨酸,而L-蛋氨酸的生物化学合成却与其他氨基酸不同。谷氨酸棒杆菌生产1 mol L-谷氨酸或L-赖氨酸时只需要大量消耗1 mol或4 mol NADPH,而生产1 mol L-蛋氨酸时却需要7 mol ATP和8mol NADPH,这极大程度上限制了L-蛋氨酸的合成。本研究根据代谢工程原理,通过基因突变和异源表达增加NADPH供应的基因,构建基因工程菌株来增加NADPH供给,从而提高L-蛋氨酸产量。（1）磷酸戊糖途径是细胞内产生还原力NADPH的主要代谢途径,而葡萄糖6-磷酸脱氢酶（zwf编码）是磷酸戊糖途径的第一个脱氢酶。通过构建质粒p K18mobsac B-zwffbr将谷氨酸棒杆菌中的基因zwf第727位的碱基G替换成A,解除了NADPH、ATP和PEP等的反馈抑制作用,从而增加NADPH的供应,获得菌株谷氨酸棒杆菌YM-1,使L-蛋氨酸的产量增加了13.53%（0.445 g/L）。（2）戊糖磷酸途径中的第二种脱氢酶是葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（gnd编码）,通过构建质粒p K18mobsac B-gnd fbr,使基因gnd第1083为碱基T替换为C,解除了反馈抑制作用,增加NADPH的供应,最终得到菌株谷氨酸棒杆菌YM-2,使得L-蛋氨酸的产量增加到了16.32%（0.456 g/L）。再进一步将p K18mobsac B-gnd fbr转到谷氨酸棒杆菌YM-1中,得到菌株谷氨酸棒杆菌YM-3,使L-蛋氨酸的产量增加了28.3%（0.503 g/L）,说明将zwf与gnd基因都突变后,更有利于NADPH的供应与L-蛋氨酸的合成。（3）通过构建质粒pLY-4-gap C,在谷氨酸棒杆菌中异源表达来自于丙酮丁醇梭菌中的gap C基因（编码NADP+-GAPDH）,增加NADPH的供应,L-蛋氨酸产量提高了47.9%（0.58g/L）,最后获得菌株谷氨酸棒杆菌YM-4。（4）通过构建质粒pLY-4-pnt AB异源表达来源于大肠杆菌中的pnt AB基因（编码膜偶联的烟酰胺核苷酸转氢酶）,可以将NADH氧化成NAD+来使NADP+还原成NADPH,一方面降低了NADH/NAD+的比值,另一方面增加NADPH供应,获得菌株谷氨酸棒杆菌YM-5,使L-蛋氨酸较改造之前产量增加了35.2%（0.53 g/L）。（5）通过对G6PDH和6GPDH进行定点突变以及异源表达基因gap C,获得谷氨酸棒杆菌YM-6,L-蛋氨酸产量达到0.64 g/L,与野生型的谷氨酸棒杆菌相比（0.394 g/L）,L-蛋氨酸的产量增加了62.2%,并增加了底物的转化率。通过代谢通量的分析,表明在谷氨酸棒杆菌YM-6中,增加了糖酵解途径和磷酸戊糖途径G-6-P的流量,进一步增加了NADPH的供应,为L-蛋氨酸的合成提供更多的还原力和碳骨架。