综述：环境胁迫作为增强细菌多糖中稀有糖组成的策略：机制、趋势与生物技术展望

（编辑推荐）本综述系统阐述了环境胁迫（如渗透压、pH变化、营养限制等）通过调控微生物代谢（如糖核苷酸合成、糖基转移酶（GTs）表达）促进稀有糖（L-岩藻糖、L-鼠李糖等）在胞外多糖（EPS）中富集的机制，并探讨了胁迫发酵、合成生物学等生物技术策略的应用潜力，为稀有糖-EPS的可持续生产提供了新视角。

　　

Abstract
稀有糖（如L-fucose、L-rhamnose、D-altrose）因其在药物递送、功能性食品和生物材料中的特殊活性而备受关注。微生物胞外多糖（EPS）作为天然糖库，其稀有糖含量常受限于基础代谢的低通量。近年研究发现，环境胁迫能通过多重机制重构EPS糖链组成：

胁迫响应与代谢重编程
渗透压波动可激活细菌双组分系统（如EnvZ/OmpR），上调GDP-岩藻糖合成酶（Gmd/Fcl）表达；低温胁迫则通过冷休克蛋白（Csps）促进鼠李糖合成酶（RmlB-D）转录。pH应激会改变NADPH/NADP⁺比例，影响糖核苷酸前体（如UDP-GlcNAc）供应，而营养限制可能触发严谨反应（stringent response），通过(p)ppGpp信号重分配碳流向稀有糖途径。

糖基化机器的精密调控
胁迫条件下，糖基转移酶（GTs）家族成员如α1,2-岩藻糖基转移酶（FutC）的表达谱发生显著变化。研究发现铜绿假单胞菌在缺铁环境中会分泌富含L-鼠李糖的藻酸盐，这与RhbB/RhbR调控子激活相关。

生物技术强化策略

• 胁迫耦合发酵：枯草芽孢杆菌在0.5 M NaCl条件下EPS中D-阿洛糖含量提升3.2倍
• 合成生物学工具：在大肠杆菌中构建GDP-岩藻糖补救合成途径（fkp过表达）使产量提高8倍
• 多菌种共培养：乳酸菌-酵母共生体系通过代谢交叉喂养增强L-鼠李糖掺入率

挑战与展望
当前瓶颈在于胁迫条件与糖链结构的定量构效关系尚未明确。未来需结合多组学（糖组学-转录组关联分析）和微流控胁迫模拟技术，开发智能响应型EPS生产菌株。通过模块化设计GTs酶库和动态代谢调控，有望实现稀有糖-EPS的定制化合成。