1,5-戊二胺,又名尸胺,是一种二元生物胺,具有重要的工业应用价值,它能与二元酸聚合生产生物基聚酰胺PA 5X,其性能可媲美传统尼龙,有望代替石油基聚酰胺,解决资源短缺和环境污染等问题。目前,1,5-戊二胺合成主要有生物转化法和发酵法,但其合成过程中主要存在以下问题:一、赖氨酸脱羧酶作为合成戊二胺的关键酶,稳定性差,在碱性条件下活性低;二、反应体系中需要外源添加辅酶磷酸吡多醛（PLP）来提高赖氨酸脱羧酶活性;三、胞内戊二胺浓度过高会引起膜孔通道关闭,影响菌体活性。针对上述问题,本文开展了以下工作:首先,对赖氨酸脱羧酶Cad A-EK和辅酶PLP进行胞外共固定研究。采用海藻酸钡耦联聚乙烯亚胺（PEI）成功制备了多功能载体,利用Ba2+与His标签作用,实现了Cad A-EK的一步固定纯化,PEI一方面可将PLP固定在载体上,另一方面可提高酶的稳定性,实现了酶与辅酶的共固定。对固定化酶的催化效率、稳定性、动力学参数等性能进行了表征,并制备微型反应器连续催化赖氨酸生产戊二胺。结果表明,该策略对于赖氨酸脱羧酶的纯化具有较高的特异性;添加PEI之后,固定化酶的耐高温性能、p H稳定性、有机溶剂耐受性、储藏稳定性和催化效率得到显著提升。其次,针对胞内戊二胺积累问题,过表达赖氨酸/尸胺反向转运蛋白（Cad B）,同时借助Spy Tag/Spy Catcher工具实现Cad A-EK和Cad B的耦联,形成的跨膜蛋白复合物能够有效转运赖氨酸输入和戊二胺输出。基于大肠杆菌体内辅酶供应不足情况,进一步引入了合成磷酸吡多醛的基因pdx ST,提高赖氨酸脱羧酶的催化效率,实现菌株催化过程中的辅酶自供应。最优重组菌株BL-ABST-Spy在无外源PLP添加的条件下,40 min内可催化＞97%的0.1 mol/L赖氨酸底物合成戊二胺。此外,基于上述构建的最优重组大肠杆菌BL-ABST-Spy,与能够利用甘油为唯一碳源合成赖氨酸的重组谷氨酸棒状杆菌cgl-FDK进行共培养,获得了1.16g/L戊二胺,经发酵优化,在p H 6,30℃,体积接种量3:1（BL-ABST-Spy:cgl-FDK）的条件下,48 h内可获得2.3 g/L戊二胺,进一步优化发酵培养基,以氯化铵为最优氮源,C/N比例为3:2,戊二胺产量提升到5.49 g/L。在最优条件下发酵126h,混菌体系可产生9.3 g/L戊二胺,产率为0.074 g/（L·h）。