近期，我院饶志明教授团队在高效合成L-高丝氨酸方面取得重要进展，研究成果“Development of a nonauxotrophic L-homoserine hyperproducer inEscherichia coliby systems metabolic engineering”正式发表于Metabolic Engineering（DOI:10.1016/j.ymben.2022.08.003）。
L-高丝氨酸是苏氨酸和蛋氨酸生物合成的前体物质，可作为许多重要物质合成的平台化合物。近年来，随着L-高丝氨酸市场需求的不断增加以及代谢工程和合成生物学的快速发展，开发适合于大规模工业生产的L-高丝氨酸微生物细胞工厂吸引了越来越多研究者的关注。
饶志明团队利用系统代谢工程策略将野生型大肠杆菌改造为非营养缺陷型和无质粒的L-高丝氨酸高产菌株。首先，通过调控L-高丝氨酸降解途径并增强合成流量构建了产L-高丝氨酸的初始菌株。然后，基于基因组对L-高丝氨酸生物合成代谢通量进行了优化调整，涉及与前体供应相关的基因ppc、aspC和aspA、L-高丝氨酸合成途径的基因thrAfbr和异源基因lysCfbrcgl，并通过修饰转运系统促进L-高丝氨酸外排。最后，针对氧化还原辅因子对L-高丝氨酸合成的重要性，提出一种辅因子协同利用的策略，通过促进NADPH再生，以及引入异源的利用NADH的脱氢酶来协调菌体内的氧化还原辅因子水平，从而进一步提高了L-高丝氨酸的生产。最终构建的工程菌株为非营养缺陷型，且发酵过程中无需添加抗生素、无需诱导，其在5 L分批补料发酵中可以生产85.29 g/L L-高丝氨酸，是无质粒且非营养缺陷型菌株报道的最高生产水平。
饶志明教授为论文的通讯作者，皇冠官网2019级博士生蔡萌萌为第一作者。上述研究工作得到了国家重点研发计划（2021YFC2100900）、国家自然科学基金（32071470）等项目的资助。
图L-高丝氨酸在大肠杆菌中的生物合成途径及菌株构建策略
