虾青素已在革兰氏阳性细菌短波单胞菌 （Brevundimonas sp.）和革兰氏阴性细菌鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas sp.）、海云衫副球菌（Paracoccus haeundaensis）、甲基单胞菌属（Methylomonas sp.）和 石垣嗜热链球菌（Altererythrobacter ishigakiensis）等 几类细菌中被发现。

一些细菌中虾青素合成代谢的前体物质的存在，以及虾青素合成途径中多种关键基因的确定，为构建虾青素高产工程菌株提供了可能。研究发现，通过将海洋细菌海云衫副球菌来源的类胡萝卜素基因crtW,crtZ,crtY,crtI,crtB和crtE转入E.coli，成功地构建出产虾青素的大肠杆菌工程菌株，且产量高达400μg/gDCW。在E.coli中，两种主要限速酶DXP合酶和IPP异构酶过表达增加IPP和DMAPP的供应。通过增加异戊二烯前体的代谢通量，可以使番茄红素或β-胡萝卜素等类胡萝卜素的产量显著增加。然而，对于大肠杆菌中虾青素的异源生物合成而言，将β-胡萝卜素转化为虾青素是实现虾青素高效生物合成的最关键步骤。利用λRed重组技术构建出不含质粒的E.coli，将菠萝泛菌和念珠藻的叶黄素生物合成基因整合到E.coliBW-CARO的染色体上得到工程菌株E.coliBW-ASTA，该菌株异源表达后得到虾青素产量为1.4mg/gDCW。在谷氨酸棒杆菌中表达Fulvimarinapelagi来源番茄红素环化酶CrtY，β-胡萝卜素酮醇酶CrtW和β-胡萝卜素羟化酶CrtZ的编码基因后，C.glutamicum成功合成虾青素，产量可以达到0.4mg/L/h。虽然细菌自身合成虾青素的水平与藻类差距较大，但细菌中虾青素的合成具有重要意义，为后续工程菌株的构建提供了相应的基因序列。

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