由于表面活性素合成途径中的关键代谢机制仍不清楚，基因工程方法都会导致单个或少数基因修饰。江南大学徐岩实验室致力于开发系统的代谢工程方法来提高生物合成表面活性素的产量，最终在枯草芽孢杆菌168中实现12.6g/L的滴度，产率达到65mmol/mol蔗糖（理论产率的42%），是目前已报道的最高滴度和产率。相关文章于11月16日在线发表在《metabolic Engineering》杂志。

图 枯草芽孢杆菌168中生物合成表面活性素的代谢工程示意图

研究首先将完整的sfp基因整合到非生产性枯草芽孢杆菌168菌株中来恢复表面活性素生物合成的活性，并获得0.4g/L的表面活性素滴度。随后删除生物膜形成相关基因和非核糖体肽合成酶/聚酮化合物合酶途径（总基因组的3.8％）来减少竞争途径，进而使表面活性素滴度增加3.3倍。接着过表达潜在的自身抗性相关蛋白来改善菌株对表面活性素的细胞耐受性，将表面活性素的滴度提高8.5倍。然后改造支链脂肪酸生物合成途径来增加前体支链脂肪酸的供应，导致表面活性素滴度增加至8.5g/L（增加20.3倍）。 由于细胞生长偏好糖酵解途径，研究通过增强srfA的转录将前体乙酰-CoA从细胞生长转移到表面活性素的生物合成。最终代谢工程菌株生物合成表面活性素的滴度增加至12.8g/L，产率为65.0mmol / mol蔗糖（理论产率的42％），是目前已报道的最高滴度和产率。

该项研究为商业化生产绿色表面活性素奠定了基础，更广泛的意义在于为通过模块化代谢途径来提高生物技术产物的滴度和产率提供又一个成功的案例。