现在说提高发酵单位，可能需要不局限于传统的菌种诱变和发酵条件的简单摸索了！其中一个重要的趋势就是代谢代谢工程的应用，所谓代谢工程，就是用基因工程的手段改变某种代谢产物的生物合成途径，从而达到提高或者消除某种代谢产物的目的。举个例子，把青霉素合成的某个关键酶在宿主菌中过表达，从而提高发酵单位；在红曲的生产过程中，宿主菌往往伴产黄曲霉素，导致终产品含黄曲霉素不合格，这是国内公司大量的红曲出口被堵的原因，浙江一家公司公开项目招标，希望有研究所去阻断他们宿主菌的黄曲霉素代谢途径。
可以看出代谢工程是建立在对生物合成途径已经明确的前提下。那么代谢工程跟传统的菌种诱变有什么关系呢？我个人有过一些理解，可以跟大家讨论一下，仅仅是个人臆测，没有权威观点支持
代谢工程和传统菌种选育的关系类似于最传统的药物发现和现代药物发现的关系。我们知道青霉素是Fleming博士发现的，他发现一种青霉菌可以抑制细菌的生长，从而从中分离发现了青霉素。注意他仅仅知道青霉素可以杀菌，并不知道杀的机理是什么。在这个思路下，抗生素雨后春笋般出来了，这是迄今为止人类历史上最繁荣的药物发现时期。之后，研究者就研究青霉素是如何起作用的，发现是青霉素抑制细菌细胞壁的合成，并且具体靶标是转肽酶。这个发现有什么作用？作用巨大！它直接导致了新一代，现代药物发现诞生了！这个诞生的意义绝不亚于fleming博士那个时代的药物发现！就是根据青霉素的靶点转肽酶，设计一个筛选模型，筛选转肽酶的抑制剂，以期发现跟青霉素有类似作用机理的先导药物。
现在，制药公司都是采用这种思路去发现新药，这是一种理性筛选，不是一种随机发现的过程。
于是现代药理学家沾沾自喜，叫这种思路一个名字：反向药理学。什么叫反向药理学？顾名思义的简单理解，知道青霉素的药理，即知道它抑制转肽酶反过来利用这些知识去筛选跟青霉素作用机理一样的新药，即转肽酶抑制剂。
可以看出，现在药物发现跟传统药物发现的关系是，在研究传统药物发现的一手资料的基础上发现机理，然后去指导新药的发现。有点认识世界和改造世界的味道。
说了这么多，如何用于说明代谢工程跟传统菌种选育甚至发酵工艺优化的关系呢？通过传统的菌种选育工作，我们积累了很多高产突变株，在对这些高产突变株的研究中，发现了次生代谢产物生物合成的基因途径。那么下一个潮流是什么？在我看来是不言而喻的。
同样，这些基因合成途径的信息同样可以用于已知药物的产生菌筛选，协和王以光曾经申请了一个这样的专利，有兴趣的人可以取看看（申明我不没在协和呆过）。
可以看出，从发现此生代谢产物的产生菌和高产菌，到发现次生代谢产物合成途径，反过来去指导产生菌的发现和高产菌种改造工作，这跟之前讨论的药物发现过程何其相似。
发现真理到反过来利用真理，这应该是普遍的现象。

转自丁香园

根据美国加州理工学院的Bailey教授的观点：代谢工程就是采用基因重组技术，对细胞内的酶、物质运输和酶反应的调解等进行改造，从而提高细胞生产性能的一种技术。但美国麻省理工学院Strephanopoulos教授认为，有关细胞内的代谢流通量及其控制的研究也属于代谢工程的研究领域，而且还应当包括细胞信息流的研究。因为具体了解细胞代谢流分布规律及其控制特点，可以有效地对细胞进行改造。除了提高现有细胞的生产性能之外，通过在细胞中引进新的酶或酶系，可以使细胞合成原先不能合成的产物，甚至自然界不存在的化合物。