微生物代謝控制和分析方法
微生物代謝工程是綜合利用現代生物技術手段改變模式菌株代謝途徑，以實現調控目標的整個過程。一般自然條件下，細胞生產目的物質 (細胞或代謝產物)的能力是有限的。為了獲得更多所需的目標產物，通常采用各種手段改變分支代謝途徑中的碳流通量或者改變碳架物質流的分布，將更多碳流導入目標產物的合成途徑以獲得最大的產物轉化率。這就是代謝工程所要解決的基本問題。
微生物代謝調控可以從三個方面理解：1）信息途徑：外源基因的的引入或切除，影響 DNA、RNA 的復制或轉錄，激活或者抑制酶的活性；2）物質途徑：包括利用新底物、添加前體，中間產物等。如丙酸被廣泛用作若干大環內酯類抗生素的前體；3）能量途徑：包括改變溫度、增加或減少能量物質的濃度。比如提高細胞內的 ATP 水平，有利于脂肪酸的合成。后兩者雖然也涉及到基因工程對菌株的改造，但主要依靠使用不同的方法來控制發酵過程得以實現。
一些代謝調控手段早在代謝工程概念提出之前就已經廣泛運用于畜牧生產實踐中。現如今，其在實踐操作和理論研究方面都有較大突破。在理論分析方面，如轉錄水平、能量水平、酶水平、代謝通量水平等都有著大量的研究。在實際生產過程中，優化培養基的組成、添加促進目標產物合成或分泌的增效劑、增加培養基滲透壓、改變好養菌的耗氧特性和改變發酵工藝等可有效改善發酵性能。同時衡量其發酵工藝優劣的標準往往就是目標產品的產量。
傳統代謝通量分析方法大多建立在一個假設上—細胞始終處于物質和能量穩定狀態。根據物質守恒和能量平衡原理，并結合測定胞外代謝產物參數（濃度等）可以計算胞內代謝流。這種方法的優點是可以精確的對代謝流向進行計算，缺點則是只能揭示代謝物質的靜態分布。而對于具有高敏感性的生化反應系統而言，運用代謝控制分析(Metabolic Control Analysis，MCA) 的方法則更為可靠，這種研究方法認為代謝過程的不同控制手段可以改變酶促反應，從而影響整體的代謝過程。可以在理解代謝結構的基礎上，通過實驗數據和理論計算，對整個代謝模型求解。
