浙江工业大学生物工程学院郑裕国院士团队长期致力于生物制造工程技术创新，聚焦医药、农药、食品营养等生物产品的工程技术创新及产业化技术开发，形成了以生物工程技术为核心，融合有机合成、化学工程原理和方法的生物有机合成技术体系。在本研究中，综合运用合成生物学与生物催化转化关键技术，建立了“发酵-酶催化”偶联高效合成L-蛋氨酸的技术路线（图1）。

通过构建OSH高效细胞工厂，建立微生物适应性进化和基于拉曼在线监测发酵模型的发酵过程调控策略，实现OSH产量达120 g/L，糖酸转化率达60%以上。进一步建立MetZ催化性能调控方法，通过计算机辅助设计，明确底物/产物进出关键通道以及构成氧负离子洞的功能片段和关键氨基酸残基（图2），构建突变文库并基于高通量筛选新策略，获得了催化性能显著提升的有益突变体，全细胞酶活达648 U/g WCW，纯酶酶活达17.5/mg，并进一步明确了影响Met突变体催化性能的关键分子机制（图3、图4）。   

在此基础上，通过甲硫醇钠分批补料策略，解除了底物对酶的抑制作用，实现对发酵产物OSH的完全转化。目前，该“发酵-酶催化”偶联合成L-蛋氨酸的技术路线已经完成了吨级中试，将进一步推进其产业化。

部分研究成果以“Engineering O-Succinyl-L-Homoserine Mercaptotransferase for Efficient L-Methionine Biosynthesis by Fermentation-Enzymatic Coupling Route”为题发表在《Advanced Synthesis & Catalysis》。郑裕国院士团队副教授汤晓玲为论文第一作者，柳志强教授为通讯作者。本研究得到国家重点研发计划项目（2018YFA0901400）的支持。