微生物发酵法通常以甘油、葡萄糖等生物质碳源为原料，通过优良的微生物菌种在合适的条件下发酵来累积L-酪氨酸。早期研究常通过人工诱变来选育L-酪氨酸高产菌株，如筛选L-苯丙氨酸或L-色氨酸缺陷或抗反馈抑制的菌株等。然而大多数微生物积累芳香氨基酸的能力很低，且其代谢途径的调控机制十分复杂，传统的诱变育种方法往往只能对局部代谢途径或者关键酶作用，难以对全局的L-酪氨酸代谢流造成很大的影响。近年来随着代谢工程和各种先进生物技术的迅猛发展，重新合理设计微生物的代谢途径来更好地实现L-酪氨酸的发酵生产逐渐成为研究热点。研究较多的L-酪氨酸代谢工程菌主要有大肠杆菌（Escherichia coli）、谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）、黄色短杆菌（Brevibacterium flavum）和枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）等。其中以大肠杆菌和谷氨酸帮杆菌中 L-酪氨酸的合成途径和调控机制研究的最多并阐释的最为清楚。
L-酪氨酸生物合成途径属于芳香族氨基酸合成途径。其合成的前体物4-磷酸赤藓糖（Erythrose-4-phosphate， E4P）和磷酸烯醇式丙酮酸（Phosphoenol pyruvate，PEP）在DAHP合成酶（DS）的催化下缩合生成3-脱氧-D-阿拉伯庚酮糖酸-7-磷酸（DAHP），该反应也是L-酪氨酸生物合成途径的第一个限速步骤。在大肠杆菌中DAHP合成酶包含AroG、AroF和AroH三个同工酶，其表达和酶活分别受产物L-苯丙氨酸、L-酪氨酸和L-色氨酸的反馈阻遏和反馈抑制。从DAHP到分支酸的7步反应对于所有芳香氨基酸是共同途径。而分支酸是芳香族氨基酸合成途径的分支点，一个分支途径用于合成L-色氨酸，另一部分则在分支酸变位酶（Chorism mutase，CM）和预苯酸脱水酶（Prephenatedehydratase，PD）双功能酶TyrA的作用下生成对羟基苯丙酮酸（4HPP），后者通过与L-谷氨酸的转氨作用生成L-酪氨酸，而TyrA的表达和酶活同样受到产物L-酪氨酸的反馈阻遏和反馈抑制。
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