《Bioresource Technology》：Beyond classical overflow metabolism: Toward a unified mechanistic framework
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•溢出代谢超越了经典的碳过量条件。•催化能力限制驱动代谢通量重新分配。•底物饱和和产物抑制决定途径选择。•热力学驱动力决定途径的可行性。•一个统一框架将动力学、热力学和资源分配联系起来。章节摘要背景：普遍性与溢出悖论微生物群落支撑全球生物地球化学循环，驱动微生物细胞工厂性能，
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溢出代谢超越了经典的碳过量条件。
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催化能力限制驱动代谢通量重新分配。
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底物饱和和产物抑制决定途径选择。
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热力学驱动力决定途径的可行性。
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一个统一框架将动力学、热力学和资源分配联系起来。
章节摘要
背景：普遍性与溢出悖论
微生物群落支撑全球生物地球化学循环，驱动微生物细胞工厂性能，并使多样化工业生物化学品的生产成为可能。重要的是，微生物很少通过单一、不变的途径代谢底物。相反，它们表现出代谢分歧，这是一种源于代谢网络架构的特性，使碳能够在多条可行途径之间进行分配，以应对不断变化的条件（Chen and Nielsen, 2019, Hubert and de
扩展溢出代谢的概念
上述描述的溢出代谢表现形式涵盖了广泛的生物体、环境条件和代谢产物，表明这一现象无法从单一生理学角度得到充分理解。相反，它源于微生物代谢潜力、环境约束和功能代谢结果之间的动态相互作用。图1总结了这一更广泛的概念框架，说明了微生物之间的相互作用，
理解溢出代谢的机制
现有对溢出代谢的解释通常聚焦于孤立的约束因素，如酶分配、热力学或代谢调控。然而，由于所有酶促反应同时受催化能力、底物饱和、产物抑制和热力学驱动力的支配，一个稳健的机制框架必须将这些组分整合为单一表达。在接下来的子节中，我们首先评估三个基本支柱：催化
生物学意义与未来展望
如果溢出代谢受催化能力、底物饱和、产物抑制和热力学驱动力支配，那么所提出的框架具有几个重要意义（图5），涵盖微生物生态学原理、生物过程工程、环境生物技术和合成生物学。它预测了代谢途径应如何跨环境梯度重新组织，为工程化微生物群落提供了机制基础，并提出了新的
结论
溢出代谢代表一种受机制约束的代谢分歧形式，在多个生物尺度上连接了细胞生理、微生物生态学和生物过程性能。这一现象可以在一个统一的机制框架内理解，其中代谢通量受催化能力、底物饱和、产物抑制和热力学驱动力的共同约束。在这一概念模型中，当底物或电子
CRediT作者贡献声明
吴光薛：写作–原稿撰写，资金获取，概念构思。孙凤霞：写作–审阅与编辑，形式分析。刘亭霞：写作–审阅与编辑，资源获取。Samira Ranjbar：写作–原稿撰写，验证。Ezgi Tanil：写作–审阅与编辑，验证。Du Bang：写作–审阅与编辑，验证，方法学。
未引用参考文献
Andrews and Harris, 1986, Garcia-Benitez et al., 2026.
利益冲突声明
作者声明他们没有任何已知的竞争财务利益或个人关系，这些可能对本论文所报告的工作产生影响的。了。
致谢
本研究由Taighde éireann（爱尔兰研究局，前爱尔兰科学基金会）和爱尔兰可持续能源管理局在SFI 未来前沿计划奖项下提供资助（22/FFP-A/10346）。
吴光薛|孙凤霞|刘亭霞|Samira Ranjbar|Ezgi Tanil|Du Bang
