O-乙酰-L-高丝氨酸（OAH）研究突破 - 浙江工业大学团队通过系统代谢工程策略构建OAH高产菌株OAH37，发酵产量达94.1 g/L，创目前报道最高纪录 [1] - 研究采用模块化途径工程、酶筛选、sRNA引导瓶颈识别等策略，实现无质粒、无营养缺陷的高产菌株构建 [1] 关键技术突破 L-高丝氨酸+MetX双模块加强 - 初始菌株OAH产量5.29 g/L，通过整合天冬氨酸转氨酶等酶和筛选异源MetX，产量提升56.9%至8.30 g/L [3] - 该策略将菌株营养缺陷降至1种，奠定无质粒无营养缺陷基调 [3] 乙酰辅酶A动态调控 - 测试四种优化策略后，组合强化NOG途径、敲除adhE和过表达acs，使OAH摇瓶产量达11.59 g/L [4] - 研究揭示避溢流、强供给、控竞争可增强乙酰辅酶A合成，多途径协同是关键 [4] sRNA限速靶点诊断 - 通过sRNA对76个候选基因诊断，发现双前体碳通量分配不佳等4个需优化方面 [7] - 确认敲除L-高丝氨酸外排蛋白RhtA可减少前体流失 [7] 多代谢节点精细调控 - 通过突变aceF基因起始密码子和引入pyccg基因，OAH产量提高至15.22 g/L [9] - 使用梯度强度启动子调控GltA表达，产量提升至16.19 g/L [10] - 通过第二密码子工程-衰减子动态调控协同策略，OAH产量突破19.40 g/L [11][12] ATP周转优化 - 敲除ATP合酶基因atpFH并强化pgk基因，使OAH产量达20.08 g/L，较初始菌株提升137% [14] 发酵工艺优化 - 采用两阶段pH动态调控技术，在5 L生物反应器中OAH产量达94.1 g/L，产率1.37 g/L/h [16] - 该策略较单一pH控制提升15.5%-37.3%，解决了高pH下产物降解和低pH下合成速率受限的矛盾 [16] 研究影响与应用 - 研究成果发表于《Metabolic engineering》，为OAH绿色生物制造提供工业化解决方案 [17] - 该技术有望推动生物法制造OAH在L-蛋氨酸等有价值化学品生产中的应用 [1]

研究背景与意义 - 塑料废弃物问题日益严重 以可持续方式升级改造塑料是当前首要任务 [1] - 代谢工程利用生物细胞化学反应网络与有机化学结合 可创造新小分子 但能否将塑料升级改造成有用产物尚不明确 [1] 研究核心发现 - 大肠杆菌能将废塑料瓶获取的分子转化为镇痛药扑热息痛(对乙酰氨基酚) [1] - 洛森重排化学反应在活细胞中发生 被大肠杆菌内磷酸盐催化 产生对细胞代谢至关重要的含氮有机化合物 [1] - 通过化学方法降解PET塑料瓶获得起始分子 细胞代谢可修复该塑料衍生分子 [1] - 源于塑料的分子作为起始原料 在大肠杆菌中对乙酰氨基酚产量达92% [2] 应用前景 - 首次实现利用废弃物通过大肠杆菌生产对乙酰氨基酚 [2] - 未来可研究其他细菌或塑料类型生产有用产物的潜力 [2]