代谢工程是利用基因重组技术赋予细胞新的或增强了的代谢途径。代谢工程的最终目标产物是抗生素、生物素、氨基酸等非蛋白质类产物。通过代谢工程改造的微生物可以引入新的代谢途径，能够利用不同的底物，有时还能赋予难以生物降解的污染物（如苯甲酸、三氧乙烯等）的代谢能力。

  代谢工程以基因组学等现代生物科学及相应的技术为平台，对特定代谢途径进行修饰或改造，通过操纵细胞的初级代谢或次生代谢途径以获得有价值的产物。代谢工程的特点是针对整个代谢网络而不是单个的生化反应进行改造，同时强调现代生物科学平台技术的整合与集成。

  代谢工程的应用范围：合成异源代谢产物；扩大底物利用范围；生产非天然的新物质；降解环境中有害物质；提高对环境的适应能力；阻断或降低副产物的合成；提高代谢产物产率等。可以用于研究细胞生长、认识癌症发生、疾病诊断与治疗、药物开发、建立细胞过程模型、改进细胞工厂、加快发酵过程的开发与优化。

  代谢工程广泛应用于工业微生物高产菌株的构建或赋予微生物新的代谢能力取得显著效果。如通过代谢工程的方法对酿酒酵母的代谢途径进行改造，使酿酒酵母同时具有代谢葡萄糖和木糖的能力，使木质纤维素水解液中的葡萄糖和木糖都能被利用，有利于提高酒精的产量。

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