一、项目简介

本发明属于代谢工程与合成生物学领域，具体涉及一种通过理性设计和基因工程改造，构建能够高效利用甲酸作为碳源的大肠杆菌工程菌的方法。

本发明针对现有技术中微生物对甲酸代谢能力低、耐受性差等瓶颈问题，提出了创新的解决方案。其核心在于对大肠杆菌的中心代谢网络进行重构，主要包括三个关键步骤：

1. 途径融合：通过中断或下调特定基因（如      mqo, mdh, glcb, aceb, maeb, maea），将菌株内在的丝氨酸循环（Serine      Cycle）和三羧酸循环（TCA Cycle）融合，形成一个全新的S-TCA大循环，从而显著提高甲酸同化能力。
2. 关键强化：引入并过表达外源的甲酸-四氢叶酸连接酶（Ftl） 基因，以加强四氢叶酸循环，促进甲酸代谢进入中心碳代谢流。
3. 竞争削弱：中断或下调与甲酸利用存在竞争关系的代谢途径基因，如丝氨酸合成途径（serA, serB, serC）和甘氨酸裂解途径（gcvP, gcvH,      gcvT）的相关基因，使代谢流向目标路径集中。

通过上述改造，并结合甲酸脱氢酶（Fdh）的过表达以及在甲酸盐胁迫下的定向驯化与进化，本发明成功获得了甲酸代谢能力显著增强的工程菌株。该菌株能够耐受高浓度甲酸盐，并高效地将其作为碳源进行生长和合成目标产物，为以甲酸这一廉价一碳化合物替代传统糖质原料进行生物制造奠定了坚实基础。

二、专利摘要

本发明公开了一种构建高效利用甲酸的菌株的方法，包括下述步骤：将菌株内在的丝氨酸循环和三羧酸循环途径融合形成一个大循环；加强四氢叶酸循环；削弱竞争代谢途径从而加强甲酸的代谢。本发明所构建的工程菌可以作为宿主表达外源基因，高效利用甲酸合成新的目标产物，应用潜力巨大。

三、专利状态

本技术已递交中国专利申请，申请号：202210564130.2，实质审查中；持有人项目编号：SIPPE22-13。

四、持有单位

中国科学院分子植物科学卓越创新中心。

五、合作方式

转让、许可或合作研发。

六、联系方式

张雯，wzhang@cemps.ac.cn，021-54924138。