工艺导向赋能生物制造——生命科学学院在工业微生物代谢工程领域取得重...

　　

近日，河南大学生命科学学院生物催化团队孙杨副教授在国际知名期刊 Chemical Engineering Journal （中科院一区 Top，IF=13.2 ）在线发表了题为“Perfusion process-oriented metabolic engineering enhances 1,3-dihydroxyacetone production efficiency in Gluconobacter thailandicus ”研究成果。该研究提出了一种工艺导向型菌株改造与灌流发酵协同强化策略，针对传统分批及补料发酵中底物与产物抑制限制DHA高效生产的问题，从发酵工艺出发，系统挖掘关键调控因子并反向指导菌株改造。

图1 工艺导向型菌株工程：概念与实践

该团队通过将灌流发酵与转录组学分析相结合，解析了泰国葡糖杆菌在灌流环境下的全局转录响应特征，筛选出对工艺变化高度敏感的LysR型转录调控因子，并进一步构建ΔLysR工程菌株。多组学分析表明，该工程菌株发生了碳流分配调整、能量代谢重塑及抗氧化防御相关通路的响应变化。在此基础上，工程菌株在灌流条件下表现出显著提升的生产性能，DHA产量提高41.92%，累计产量达到695.60 g，同时转化率提高12.58%，实现了菌株性能与工艺环境的协同优化。该研究为高附加值化学品的连续化、生物制造提供了新的技术路径与理论依据。

图2 “工艺导向”与“目标导向”代谢工程策略的比较

同时，该研究还提出了一种以工艺差异为驱动的菌株改造新策略，即通过解析特定工艺条件下的调控响应来反向指导代谢工程改造，实现菌株性能与工艺的协同优化。该研究为高附加值化学品的连续化、生物制造提供了新的技术路径与理论依据。

河南大学生命科学学院孙杨副教授与硕士研究生胡子龙为共同第一作者，刘宇鹏教授为本文的通讯作者。河南大学为第一完成单位。该研究得到河南省重点研发专项（251111310300, 231111310700）等项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.175329