微生物研究所唐双焱团队在Metabolic Engineering 期刊发表文章，题为Designing glucose utilization "highway" for recombinant biosynthesis， 构建了由cAMP受体蛋白（即CRP）突变体调控的大肠杆菌底盘细胞，具有作为天然产物高效生物合成底盘宿主菌的潜力。

研究人员通过高通量筛选CRP突变文库，获得在重组表达中可赋予常用启动子缓解 “葡萄糖抑制”的CRP突变体。转录组比较分析显示，CRP突变体可重构细胞代谢网络，提升三羧酸循环，减少乙酸盐累积，增加核苷酸生物合成，有效提高胞内ATP合成，增强细菌耐受性和抗应激活性。代谢产物分析进一步证实，糖酵解和乙醛酸三羧酸循环的上调增进了细胞对葡萄糖的利用。研究者推测CRP突变体可激活糖酵解和三羧酸循环，促进葡萄糖的利用和生物合成。研究显示，在受CRP突变体调控的大肠杆菌细胞中，天然产物香草醛、柚皮素和咖啡酸的生物合成皆有显著提升。

微生物所唐双焱研究组博士生张旋旋、曹玉峰和英盛（北京）生物技术有限公司刘莹博士为该论文并列第一作者，微生物所唐双焱研究员、梁朝宁副研究员，北京工商大学金建明教授和英盛公司史桂芝研究员为共同通讯作者。本项研究工作获得了国家重点研发计划项目和国家自然科学基金项目的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ymben.2023.06.016

图1 高通量筛选缓解“葡萄糖抑制”的CRP突变体。（A）高通量筛选方案示意图。（B） CRP蛋白结构图及突变位点。（C）流式细胞分选CRP突变文库。（D）比较CRP野生型及突变体调控表达。

图2 比较CRP野生型和突变体转录组表达。表达上调基因标为红色，下调基因为绿色。

图3 比较CRP野生型和突变体菌株中生物合成产量。 （A）（D）香草醛，（B）（E）柚皮素，（C）（F）咖啡酸。