左旋多巴（L-DOPA）又名3-(3,4-二羥基苯基)-L-丙氨酸，是由L-酪氨酸衍生而來的芳香族化合物。L-DOPA用于治療帕金森氏癥，這是由神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺不足引起的疾病。孟山都公司開發(fā)了一個商業(yè)化的、合成L-DOPA的不對稱氫化反應(yīng)過程；目前L-DOPA的合成方法包括化學(xué)合成（不對稱氫化反應(yīng)）、酶催化合成以及微生物發(fā)酵合成。化學(xué)合成的極大缺陷在于轉(zhuǎn)化率和對映選擇性都不高，因此被利用酶催化或微生物發(fā)酵的生物技術(shù)方法替代。具有酪氨酸酶、酪氨酸酚裂解酶（Tpl）和對羥基苯-3-羥化酶（PHAH）活性的微生物都可被用于合成L-DOPA。但微生物發(fā)酵法需要酪氨酸或鄰苯二酚/丙酮酸作底物，勢必增加了生產(chǎn)成本。Nakagawa等構(gòu)建了一株過表達酪氨酸酶（Streptomycescastaneoglobisporus來源）的大腸桿菌，該工程菌株以葡萄糖為發(fā)酵底物、可合成293mg/L的L-DOPA；Munoz等構(gòu)建了一株帶PHAH活性的大腸桿菌，它以葡萄糖為發(fā)酵底物、能合成1.5g/L的L-DOPA。然而，上述大腸桿菌以葡萄糖為底物的L-DOPA發(fā)酵量遠低于那些以酪氨酸或鄰苯二酚/丙酮酸為底物的發(fā)酵量。因此，后續(xù)工作應(yīng)圍繞提高大腸桿菌以葡萄糖為底物的L-DOPA發(fā)酵量而開展。來自中山大學(xué)劉建忠組對大腸桿菌的基因組進行了基因工程改造，最終獲得一株以葡萄糖為發(fā)酵底物、合成L-DOPA水平最高的工程菌。