獲取大多數次生代謝產物的途徑有兩條,一是由植物自身進行提取,二是利用化學合成法進行合成。植物提取的方法受植物生長的季節及環境限制,提取過程得率低,不易進行大規模的工業化生產;而化學合成方法又存在著成本高、耗能高、易對環境產生污染等缺點。
近年來,利用微生物發酵生產植物次生代謝產物因其成本低、可控性強、無季節限制及環保等優點,愈加受到關注。越來越多的植物次生代謝產物實現了微生物發酵生產。與大多數的次生代謝產物類似,對香豆酸的大規模生產仍依賴于化學合成,收率低且反應耗時長,利用微生物發酵生產對香豆酸將從根本上解決這些問題,為對香豆酸的合成提供一個環保、廉價、可控的選擇。大腸桿菌作為模式菌株的一種,具有清晰的遺傳背景及完整的分子操作技術,一直是代謝途徑構建的首選平臺。
由于細菌中尚未發現 CYP450 酶系的存在,若在微生物體內構建對香豆酸的合成途徑,選擇具有酪氨酸解氨酶(tyrosine ammonia lyase,TAL) 活性的酶,催化酪氨酸一步生成對香豆酸是更加直接的合成方法。近年來,陸續有報道利用含有 酪氨酸解氨酶酶活性的微生物生產對香豆酸,如利用惡臭假單胞菌(Pseudomonas putida)實現對香豆酸發酵等。酪氨酸解氨酶或苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia lyase,PAL)也被克隆表達于大腸桿菌、釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)等模式菌株,實現對香豆酸的生產。由于酪氨酸解氨酶可同時利用苯丙氨酸及酪氨酸為底物,因此需要選擇一種更傾向于利用酪氨酸為底物的 酪氨酸解氨酶,達到直接催化合成對香豆酸的目的。在與其他酪氨酸解氨酶的對比中,來源于 R.glutinis 的 酪氨酸解氨酶具有較高的酶活力,且其 TAL/PAL 活性比系數較高,更傾向于利用酪氨酸為底物生產對香豆酸。