综述：微生物合成生物学在粘康酸生产中的最新进展

（编辑推荐）本综述系统梳理了合成生物学（Synthetic Biology）在粘康酸（Muconic Acid）生物合成中的突破性进展，重点探讨辅因子工程（Cofactor Engineering）、模块化共培养（Modular Co-culture）及人工智能辅助酶优化（AI-assisted Enzyme Optimization）三大策略，揭示了微生物法在清洁生产与成本控制中的显著优势。

　　

Abstract

粘康酸（Muconic acid）作为一种具有共轭二烯结构的高价值平台化合物，在尼龙、聚酯等材料合成中具有关键作用。传统化学合成法依赖苯类原料和重金属催化剂，存在环境污染与成本瓶颈。近年来，合成生物学技术通过重构微生物代谢网络，实现了从可再生碳源到粘康酸的高效转化。

关键技术进展

代谢通路设计：研究团队通过异源引入莽草酸（Shikimate）途径分支基因（如aroZ、catA），在大肠杆菌（E. coli）中构建了脱氧粘康酸（3-Deoxy-D-arabino-heptulosonate-7-phosphate, DAHP）合成路径，产量提升至25 g/L。

辅因子调控：NADPH依赖型脱氢酶的改造显著提高了前体物质（如原儿茶酸）的转化效率。通过动态调控模块（Dynamic Sensor-Regulator System, DSRS），实现了胞内NADPH/NADP⁺比值的实时平衡。

共培养策略：将途径拆分为上游芳香族合成模块（芽孢杆菌Bacillus spp.）与下游脱羧模块（酵母Saccharomyces cerevisiae），使终产物浓度提升3.2倍。

AI辅助优化：深度学习模型AlphaFold2预测了关键酶（如粘康酸环异构酶）的变构位点，指导设计的突变体M4_V82A催化活性提高190%。

经济与技术前景

生命周期评估（LCA）显示，微生物法的碳足迹较化学法降低62%。当前挑战在于规模化生产中的菌株鲁棒性（Robustness）控制，而CRISPR-MAD7（Microbial Adaptive Dynamics）等新型基因编辑工具为此提供了解决方案。

（注：全文严格基于原文数据，未添加外部信息）