人工代謝路徑適配性的研究進展

郭亮，高聰，張麗，陳修來，劉立明

（1 江南大學食品科學與技術國家重點實驗室，江蘇無錫214122；2 江南大學工業生物技術教育部重點實驗室，江蘇無錫214122；3 鹽城工學院海洋與生物工程學院，江蘇鹽城224051）

依靠微生物為基礎的生物煉制可以綠色、高效合成工業化學品，而且還可以通過原料和微生物的改造，實現產品升級[1-3]。整合代謝工程、系統生物學、合成生物學與進化工程的系統代謝工程對微生物細胞進行定向設計、改造乃至重構，獲得的微生物細胞工廠以生物質為原料，可高效合成能源化學品、營養化學品、醫藥化學品及材料等多種化學品，有效解決了化學煉制對環境的危害以及動植物提取對自然資源的依賴[3-9]。由人工代謝路徑效率決定的微生物細胞工廠生產性能，顯著影響工業化學品生產的經濟適用性。然而，由于微生物細胞歷經數百萬年，進化出精密的調控機制，剪接代謝路徑引起的代謝流擾動，不僅降低了人工代謝路徑之間的適配性，而且降低了人工代謝路徑與底盤微生物細胞之間的適配性，影響人工代謝路徑效率[10]。一方面，由于酶的催化特性不同，引入的人工代謝路徑酶，常常導致人工代謝路徑代謝通量低與代謝通量不平衡[11]。因此，強化或平衡人工代謝路徑的代謝通量，為提高目標化學品代謝路徑的適配性，實現目標化學品的產量、生產強度和得率最大化提供了可能。另一方面，由于底盤微生物為合成目標化學品提供反應場所、底物和輔因子等，合成目標化學品不僅增加了人工代謝路徑與細胞內源代謝路徑之間的交互作用，而且還重編程了底盤微生物細胞的代謝流，增加了底盤微生物的代謝負荷[12,13]。因此，解除人工代謝路徑與底盤微生物內源代謝路徑之間的交互作用，強化人工代謝路徑與底盤微生物細胞整體代謝網絡的適配性，為提高人工代謝路徑與底盤微生物之間的適配性提供了希望。

提高人工代謝路徑之間，以及人工代謝路徑與底盤微生物之間的適配性是解決上述問題的重要手段。適配性是構建高效微生物細胞工廠的關鍵，受到越來越多研究者的關注，成為了系統代謝工程研究的熱點之一。本文圍繞如何提高人工代謝路徑的適配性，以及提高人工代謝路徑與底盤細胞的適配性這一目標，系統綜述了近年來最新研究成果，并分析了不同代謝調控策略的優缺點。隨著系統代謝工程的發展，人工代謝路徑之間以及人工代謝路徑與底盤微生物之間的適配程度也將逐漸加深，為提高微生物細胞工廠的生產性能提供了希望。

1 提高人工代謝路徑的適配性

基于天然或人工的代謝合成路徑，設計與組裝目標化學品合成路徑是構建微生物細胞工廠的基礎。然而，由于路徑酶的催化性能不同以及目標化學品合成路徑過長，導致化學品合成路徑效率低，代謝通量不平衡，積累中間代謝產物，降低人工代謝路徑的適配性。根據目標化學品代謝合成路徑，發展了強化與平衡人工代謝路徑的代謝通量的新策略，提高人工代謝路徑的適配性。

1.1 強化人工代謝路徑的代謝通量

利用系統代謝工程在微生物細胞內構建一條高效合成目標化學品的代謝路徑，是提高微生物細胞工廠性能的關鍵。在化學品的代謝合成路徑中，當底物與化學品之間合成路徑過長時，需要借助空間組織工程建立多酶復合結構，在空間上拉近路徑酶之間的距離，減少中間代謝物的流失，增加代謝路徑的效率[14]。此外，當路徑酶催化活性低或者無法催化底物生成目標化學品時，需要借助蛋白質工程或酶定向進化策略，改造酶分子的空間結構，提高路徑酶的催化效率，增加代謝路徑的合成效率[7,15,16]。

1.1.1 空間組織工程

為了提高多酶代謝路徑的催化效率，利用DNA、RNA 和蛋白質腳手架可以將代謝路徑酶組裝成空間組織，減少中間代謝產物的流失、減弱競爭代謝支路、降低有毒中間代謝產物的積累[圖1(a)][7]。DNA腳手架借助鋅指蛋白將路徑酶特異性地錨定在DNA腳手架上[14]。例如，Chen等[14]將丙酮酸羧化酶和蘋果酸脫氫酶與鋅指蛋白融合，使其能夠特異性結合到相應的DNA 腳手架上，當丙酮酸羧化酶和蘋果酸脫氫酶的比例為1∶2 時，富馬酸的產量增加到28.64g/L。與DNA 腳手架不同，RNA 腳手架利用RNA 適配體與代謝路徑酶結合，組裝成復雜的多維空間結構[17]。例如，在氫氣的生產過程中，將氫化酶和丙酮酸鐵氧還蛋白氧化還原酶與RNA 適配體融合，組裝的RNA 腳手架，使氫氣的產量增加了4倍[17]。此外，利用蛋白質之間的相互作用也可以組成蛋白質腳手架[18]。例如，利用蛋白質腳手架將葡萄糖二酸合成路徑中的關鍵酶肌醇-1-磷酸合成酶、肌醇單加氧酶和糖醛酸脫氫酶進行空間定位，使葡萄糖二酸的產量增加到2.5g/L[18]。

1.1.2 蛋白質工程

蛋白質工程通過對酶分子的設計與改造，提高了目標化學品代謝合成路徑的效率[15]。蛋白質工程的主要研究方向是提高酶的催化活性和改變酶的底物或產物特異性[15,19]。利用定點突變技術可以實現酶分子的蛋白質工程改造，提高酶分子的催化活性。例如，通過對比谷氨酸棒桿菌與產琥珀酸曼氏桿菌的蘋果酸脫氫酶催化特性以及晶體結構，將產琥珀酸曼氏桿菌的蘋果酸脫氫酶第11 號氨基酸從甘氨酸突變為谷氨酰胺，使蘋果酸脫氫酶的活性提高了2.9 倍，將琥珀酸產量提高到84.19g/L[15][圖1(b)]。此外，利用蛋白質工程可以對酶進行理性設計，改變酶的底物特異性，擴展底物譜[19]。例如，利用計算機模擬酶與底物進行對接，設計的二醇脫氫酶實現了對非天然底物1,2,4-丁三醇的催化，使1,4-丁二醇的產量增加到209mg/L[19]。

蛋白質工程改造往往需要掌握酶的催化機理、結構與功能的關系，而結構與功能復雜的關系限制了蛋白質工程的應用。為了解決這個問題，發展了定向進化技術。定向進化是通過對路徑酶進行多輪突變，在實驗室模擬并加速天然酶進化過程，以期獲得一個或多個預期性能改進的酶突變體[20]。例如，在異戊二烯生物合成途徑中，異戊二烯合酶活性不足，無法有效地將二甲基烯丙基焦磷酸催化為異戊二烯。研究人員通過易錯PCR 的定向進化技術，使異戊二烯合酶的活性提高了3.8 倍，將異戊二烯的產量提高到3.7g/L[圖1(c)][20]。此外，DNA shuffling、增長截短法和交錯延伸PCR 也可以用于定向進化中路徑酶的多輪突變[16]。

1.2 平衡人工代謝路徑的代謝通量

隨著系統代謝工程的不斷發展，人們發現平衡人工代謝路徑中的代謝通量，提高了人工代謝路徑的適配性，增加了代謝路徑的合成效率。多元模塊化工程[11]、體外代謝工程[21]和CRISPR系統[22]等技術是解決上述問題的重要途徑。

1.2.1 多元模塊化工程

圖1 強化代謝通量的策略

圖2 平衡代謝通量的策略

多元代謝工程的思路是將人工代謝路徑分為不同的模塊，再利用系統代謝工程對各個模塊的強度進行精細化調控和協調不同模塊的表達，提高模塊與模塊間的適配性，最終對整個代謝路徑進行優化[14,23]。基于模塊劃分的方法，可以將多元模塊化工程分為基于生化反應的模塊化、基于代謝支路的模塊化和基于酶轉化速率的模塊化[圖2(a)]。基于中間代謝物的濃度作為生化指標，將化學品合成路徑分為不同的模塊，例如，研究人員將紫杉醇的代謝合成路徑分為合成異戊烯焦磷酸與二甲基烯丙基焦磷酸的上游模塊與合成紫杉醇的下游模塊，利用不同強度的啟動子和不同拷貝數的質粒對其進行組合優化，使紫杉醇的產量增加15000 倍，達到1.02g/L[24]。基于化學品合成代謝路徑，將化學品合成路徑分為中心代謝路徑和支路代謝路徑模塊，例如，研究人員通過重新剪接代謝網絡，將富馬酸合成路徑中的10 個基因分為還原模塊、氧化模塊和副產物模塊，并利用系統代謝工程優化了上述模塊，使富馬酸的產量增加到33.13g/L[14]。基于代謝合成路徑中酶轉換數為指標，將不同酶促反應劃分成不同模塊，例如，研究人員將(2S)-柚皮素合成路徑分為四個模塊：由葡萄糖合成L-苯丙氨酸/L-酪氨酸組成的模塊一、由L-苯丙氨酸合成肉桂酰輔酶A 或者由L-酪氨酸合成對香豆酰輔酶A 組成的模塊二；由丙二酸合成丙二酰輔酶A的途徑組成的模塊三、由肉桂酰輔酶A合成生松素或者由對香豆酰輔酶A合成柚皮素組成的模塊四[25]。經多輪模塊優化后，生松素和柚皮素的產量分別提高至84.2mg/L和105.1mg/L[25]。

1.2.2 體外代謝工程

體外代謝工程的原理是在無細胞體系中模擬細胞內的級聯反應，減少副反應的發生，增加代謝路徑合成效率，同時也可以通過評估路徑酶對代謝通路的貢獻確定代謝瓶頸[26]。通過整合磷酸戊糖途徑（Pentose）、雙歧桿菌分流途徑（Bifido）與糖酵解途徑（Glycolysis），在體外組建了一個超過二十種酶組成的PBG 循環，可以有效地將葡萄糖轉換為乙酰輔酶A，并通過引入聚羥基丁酸酯合成路徑，使聚羥基丁酸酯對葡萄糖的得率達到90%[27]。此外，Gao 等[28]在體外構建了合成蘋果酸的乙醛酸路徑，通過研究單個路徑酶對反應速率的影響，鑒定出異檸檬酸裂解酶催化的反應為限速步驟，并利用CRISPRi技術對路徑酶進行理性調控，使蘋果酸的產量增加到36g/L[圖2(b)]。

1.2.3 CRISPR系統

依靠CRISPR-Cas9 基因編輯系統，可以實現轉錄激活、轉錄干擾和基因缺失三種基因操縱，為快速組裝有益的基因修飾提供可能[22]。在該研究中，研究人員分別將失活的CRISPR 核酸酶與激活結構域融合，構建了用于轉錄激活的CRISPRa；與抑制結構域融合，構建了用于轉錄干擾的CRISPRi；并使用具有活性的CRISPR 核酸酶，構建了用于基因缺失的CRISPRd，并將三種系統組裝，構建了可以同時實現轉錄激活、轉錄干擾和基因缺失的CRISPR-AID系統[圖2(c)]。在釀酒酵母中利用CRISPR-AID 系統，使β-胡蘿卜素的產量提高了3倍，使釀酒酵母細胞表面葡聚糖內切酶的表達水平提高2.5倍[22]。CRISPR-AID與高通量篩選相結合，將大大推動未來代謝工程發展。

2 提高人工代謝路徑與底盤細胞的適配性

在構建微生物細胞工廠時，通常需要引入人工代謝路徑用于目標化學品的合成，人工代謝路徑與細胞內源代謝路徑之間的交互作用，以及人工代謝路徑造成的代謝流擾動，降低了人工代謝路徑與底盤細胞的適配性。為了提高人工代謝路徑與底盤細胞的適配性，研究人員開發了區間工程[29]策略，解除了人工代謝路徑與底盤細胞內源代謝路徑的交互作用；發展了生物傳感器技術[30-31]、輔因子工程[32]、菌落工程[33]、反向代謝工程[34]、基因組規模網絡模型[35]和進化工程[36]等策略，強化了人工代謝路徑與底盤細胞整體代謝網絡的適配性。

2.1 解除人工代謝路徑與底盤細胞內源代謝路徑的交互作用

區間工程可以將細胞質中的代謝路徑在具膜細胞器中進行重構，不僅降低了人工代謝路徑與胞內內源代謝路徑的交互影響，而且縮短了底物與酶分子的空間距離提高了中間代謝物的傳輸效率[12,37]。具膜細胞器，例如線粒體[13]、過氧化物酶體[38,39]、葉綠體[40]、液泡[41]和內質網[42]等都已用于區間工程，提高了微生物細胞工廠的生產性能。例如，將異丁醇的代謝合成途徑在釀酒酵母的線粒體中進行重構[13]，使異丁醇的產量增加了260%，而相同的代謝路徑酶在細胞質中表達，使異丁醇的產量僅增加10%[圖3(a)]。此外，為了平衡線粒體和細胞質中的代謝流分布，研究人員還開發了雙代謝工程策略，平衡細胞質和線粒體的代謝流分布，充分改善乙酰輔酶A 供應，使異戊二烯的產量增加到2527mg/L[43]。令人遺憾的是，原核微生物不存在這些具膜細胞器[44]，限制了區間工程的應用。

圖3 解除人工代謝路徑與底盤細胞內源代謝路徑的交互作用的策略

為了克服這些障礙，可以將代謝路徑定位到周質空間來改善目標化學品的生產。周質空間是革蘭氏陰性菌外膜與細胞膜之間的狹窄空間，呈膠狀。越來越多的研究表明，原核生物的周質空間也可以用于擴展微生物細胞工廠的底物譜[45-46]、存儲目標化學品[47-48]和降低副產物積累[49]。例如，Shin 等[46]通過在大腸桿菌的周質空間中表達蔗糖纖維糊精酶，使大腸桿菌直接利用纖維糊精作為底物合成2,3-丁二醇；Jeschek等[47]在周質空間中將鏈霉親和素蛋白支架引入到有機金屬催化劑中，制備了biot-Ru-SAV 人工金屬酶，biot-Ru-SAV 可以在周質空間中催化碳碳雙鍵的形成和再分配；本文作者課題組通過將蘋果酸合成路徑中磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PCK）和蘋果酸脫氫酶（MDH）在周質空間中進行重構[50]，使蘋果酸的產量增加3.29倍，達到193mmol/L[圖3(b)]。此外，通過調節信號肽可以調節順反異構酶在周質空間中的表達，從而改造細胞膜上反式不飽和脂肪酸的含量，增加了大腸桿菌細胞的耐受性[51]。

2.2 強化人工代謝路徑與底盤細胞整體代謝網絡的適配性

2.2.1 生物傳感器技術

圖4 強化代謝路徑與底盤微生物整體代謝網絡適配性的策略

生物傳感器是指能夠感知物理信號（溫度、光、磁）、化學信號（pH、溶氧）與生物信號（小分子代謝物）的生物學元件[52-53]。在微生物細胞工廠的生產過程中，物理信號和化學信號是重要發酵參數，可以用于激活或者抑制各種轉錄因子，用于調控基因表達，平衡代謝流，增加了人工代謝路徑與底盤細胞整體代謝網絡的適配性[圖4(a)]。由于光信號可以瞬時移除，精確控制蛋白質的表達水平，光信號已經用于生物傳感器的構建。研究人員利用光敏感蛋白構建一個光驅動的動態調控開關OptoExp，成功應用于異丁醇的生產，通過優化光脈沖周期，不僅改善了釀酒酵母的細胞生長，而且使異丁醇的產量提高了四倍[54]。微生物生長狀態也可以作為信號，例如，響應細胞密度的群體感應開關，可以在細胞生長到一定階段開啟或者關閉靶基因的表達，從而解偶聯細胞生長與產物合成，解除細胞生長與產物合成之間的代謝流競爭，從而優化整體生產效率[55]。例如，研究人員利用群體感應系統，調控莽草酸生產的關鍵節點莽草酸激酶Ⅰ，使工程菌可以在基本培養基上生長，將莽草酸的產量增加到105mg/L，而對照菌株不生長[55]。但是，這種群體感應控制模式對于控制靶點的穩定性不高，因此可能需要與其他動態調控方法相結合，以便達到更為有效的調控效果[56]。為了解決個難題，Doong 等[56]開發了分層動態調控技術，他們將群體感應開關與肌醇響應的動態開關相結合，即產物合成途徑不僅受細胞密度控制，也受胞內肌醇含量控制，從而實現更加穩定的動態控制，并將該分層調控策略應用于葡萄糖二酸生產，使葡萄糖二酸的產量增加到1.98g/L。不過該研究仍然存在一個明顯的缺陷，即肌醇感應的動態開關是路徑依賴型，只適用于個別產品的生產，普適性非常有限。為了解除路徑依賴，Gao等[57]通過組合生長/穩定期依賴性啟動子與蛋白降解決定子，發展了非路徑依賴型的動態調控系統。該動態調節調控系統通過調節酯水解酶應用于木糖酸生產，解決了雙酶級聯生產木糖酸中細胞死亡的問題，使木糖酸的產量達199.44g/L[57]。

2.2.2 輔因子工程

輔因子可以提供氧化還原電子載體與生物合成的碳骨架，是化學品合成和細胞生長的基礎[32,58]。使微生物細胞工廠保持最大的碳通量用于目標化學品的合成而沒有輔因子波動，對滿足工業生產至關重要。為了維持輔因子平衡，人們開發了修飾輔因子特異性與輔因子再生[59-60]的輔因子工程策略[圖4(b)]。例如，通過修飾輔因子特異性可以有效提高脂類化合物的得率[61]，該研究中，在解脂耶氏酵母中，將依賴NAD+的甘油醛-3-磷酸脫氫酶，替換為依賴NADP+的甘油醛-3-磷酸脫氫酶，使脂類化合物的得率提高了20%[61]。另一方面，基于輔因子再生系統可以顯著強化輔因子的供給，提高人工代謝路徑效率。輔因子再生可以有效增加莽草酸的生產[62]。在該案例中，研究人員將磷化銦納米材料與釀酒酵母相結合，構建了生物雜合系統，在光照條件下使NADPH/NADP+的比例增加到87.1，為使3-脫氫莽草酸還原為莽草酸提供充足的輔因子，使莽草酸的純度達到90%[62]。

2.2.3 基因組規模網絡模型

基因組規模網絡模型提供一種通過評估理想條件與實際條件之間的差異[63]，以精確確定代謝瓶頸的方法，為精細調控代謝合成路徑，提高代謝合成路徑與微生物細胞的適配性，改善工業化學品的生產提供了希望[圖4(c)]。例如，借助大腸桿菌酶約束模型ec_i ML1515，可以預測微生物細胞的代謝狀態，模擬不同環境條件與基因工程改造后的輸出結果，篩選出過量合成賴氨酸的關鍵靶點，使賴氨酸的最終產量提高到193.6g/L[64]。此外，基因組規模網絡模型還可以用來評價細胞工廠的生產性能，例如，研究人員構建了由1316 個代謝反應和1270個代謝物組成的Rhodococcus opacus PD630 的基因組代謝網絡模型，通過比較實際產率與理論產率，發現三酰甘油、脂肪酸、脂肪酸乙酯和長鏈碳氫化合物的實際最高產率分別為理論最高產率的93.8%、80.4%、31.8%和10.3%[65]。

2.2.4 菌落工程

許多結構復雜的天然產物具有重要的藥用價值，一方面由于原核微生物難以有效表達來源于真核生物可催化合成天然產物的路徑酶，另一方面，改造酵母菌高效生產異戊二烯類化合物也非常困難[33]。為了合成天然產物，利用多菌種組成的微生物菌落，可以對復雜代謝網絡進行分工協作[33]。例如，Zhou等[66]將紫杉醇前體的合成路徑劃分為兩個模塊，分別在釀酒酵母和大腸桿菌中構建，利用大腸桿菌和釀酒酵母構建的微生物群落，可以有效生產紫杉烷類化合物和異戊二烯類化合物[圖4(d)]。Kong等[67]通過模塊化代謝途徑重構與模型預測相結合的方式，利用基因動態調控回路，創建了六個具有獨特相互作用模式的微生物菌落，包括共棲、偏害共生、中立、合作、競爭和捕食。在此基礎上，研究人員利用雙菌組成的模型，設計了三菌和四菌組成的微生物群落，增加了人們對微生物群落空間動力學的了解，可以用于指導人工合成微生物菌落的發展[67]。

2.2.5 進化工程

進化工程是指微生物種群在一定選擇壓力條件下不斷進化，獲得有益突變的方法[圖4(e)][68]。進化工程可以用于改善微生物細胞生長[68]，提高化學品的濃度、得率和生產強度[36]，發現未知的生物調控機制[69]。例如，在利用還原甘氨酸途徑改造大腸桿菌，一碳化合物生長的過程中，發現由于還原甘氨酸途徑與大腸桿菌適配性差，以及一碳化合物的生物毒性，降低了微生物細胞的生長速率與代謝速率。為了改善微生物細胞的生長，研究人員通過進化工程，實現了細胞代謝網絡的微調，改善了微生物細胞的生長，使工程菌的對數期從65～80h 縮短到10h[68]。進化工程也可以提高工程菌對3-羥基丁酮的耐受性，從而提高3-羥基丁酮的產量。在該研究中，研究人員開發了一種基于分層動態調控“高保真模塊”與“高突變模塊”的自主進化突變系統，并結合進化工程方法，獲得了高產3-羥基丁酮的耐受型突變株HS019，在30L 發酵罐中將3-羥基丁酮的產量提高到82.5g/L[36]。此外，進化工程成功解除了由于基因組減少對大腸桿菌生長的影響，并發現了新的生物調控機制[69]，在Escherichia coli MG1655 基因組中刪除了110 萬個堿基對，構建了基因組減少的工程菌MS56。在含有葡萄糖的基本培養基中，工程菌MS56的生長速率遠小于野生型菌株。為了恢復細胞生長，將工程菌MS56在基本培養基中進行了807 代的進化，分離出與野生型菌株生長速率相當的菌株eMS57。多組學分析結果表明，進化后的菌株eMS57 重塑了轉錄和翻譯譜。

2.2.6 反向代謝工程

反向代謝工程的核心是“表型-基因型-表型”。反向代謝工程可以直接從已有的表型為出發點，并借助各種分析方法，分析差異表型所涉及的基因型，獲得關鍵靶點基因或代謝途徑，然后將這些信息運用到新菌株的遺傳改造，從而獲得期望表型[34,70]。在鏈霉菌生產聚酮類次級代謝產物的過程中，其產物合成所需要的胞內代謝物來源一直是難以確定，而且也不了解鏈霉菌在穩定期如何特異性地將代謝通量轉換到次級代謝產物的合成[70]。為了解析鏈霉菌合成聚酮類次級代謝產物的代謝機理，研究人員通過多組學的方法，揭示了胞內三酰甘油是聚酮化合物合成所需要的關鍵胞內代謝物，證明了調控胞內三酰甘油可以提高聚酮化合物的產量。在此基礎上，研究人員設計了三酰甘油動態調控策略，有效提高了阿維菌素B1a、杰多霉素B30 和土霉素的產量[70]。此外，利用反向代謝工程也可以解析進化工程獲得的理想表型，例如，研究人員通過進化工程獲得耐受C8脂肪酸的進化菌株，通過比較進化菌株與親本菌株的基因組序列，發現進化菌株有7個編碼序列發生了突變，在親本菌株中敲除OSH2（氧甾醇結合蛋白）和PDR1（調控多重耐藥基因的轉錄因子）獲得與進化菌株ZWE03 相近的C8脂肪酸耐受性[圖4(e)][71]。

3 結語

通過采用自然或人工合成的代謝路徑定制微生物細胞工廠，為高價值化學品的生物合成提供了一種經濟可行的方案[3-7]，其中提高人工代謝合成路徑之間以及人工代謝路徑與底盤微生物之間的適配性，成為提高微生物細胞工廠生產性能的關鍵。為了提高微生物細胞工廠生產性能，研究人員提出了強化與平衡人工代謝路徑的代謝通量以及解除人工代謝路徑與底盤細胞內源代謝路徑的交互作用，強化人工代謝路徑與底盤細胞整體代謝網絡的適配性。然而，由于微生物細胞代謝調控網絡的復雜性以及代謝產物對微生物細胞的影響，現有的調控策略不能有效地提高微生物細胞工廠的適配性，從而影響目標化學品地合成。因此，一方面，基于微生物細胞代謝調控網絡，開發高效的多重適配性調控技術，在細胞水平上重置代謝路徑的適配性。另一方面，根據代謝產物對微生物細胞的影響，有針對性地提高微生物細胞對代謝產物的耐受性，從而增強微生物細胞工廠對代謝產物的適配性。