构建温度驱动的合成多层分子生物开关用于 Escherichia coli 中高水平生产丙酮酸衍生物

微生物工程和基因编码的生物开关为高价值生物化学品的生产提供了极佳的平台。然而，与中心途径或多条旁路相关的生物基化合物的合成通常受到稳健的中心代谢、不相容的代谢稳态以及有限的遗传工具的限制。在此，设计了一种可编程的双功能温度和丙酮酸响应型生物传感器，以建立丙酮酸衍生物的高效生物合成平台。特别是，调控因子 CI857 的新型变体 L185P 通过形成环状振荡和更刚性的结构，使其热稳定性提高了 37.08%。随后，开发了基于温度传感器和丙酮酸生物传感器分层回路的工具 TPLC。以异丁胺（iso-butylamine）合成为概念验证，通过精确微调细胞代谢和生物产物合成，实现了滴度提高 3.31 倍，在发酵罐中其滴度进一步达到 46.24 g/L。这项工作突出了用于调控多基因途径的强大工具包，从而能够高效生产具有工业价值的高价值生物产品。