蛋氨酸是一种具有重要工业价值的氨基酸,已广泛应用于饲料生产、食品、医疗、保健等多个行业。工业上生产蛋氨酸主要采用化学法,但化学法存在原料消耗巨大、废物处理困难等问题。采用生物发酵法生产蛋氨酸原料消耗低,环境友好,但由于蛋氨酸生物合成调控机制复杂,发酵蛋氨酸产量极低,故难以大规模投产。本研究总结了近年来与蛋氨酸生物合成相关的研究成果,分析了蛋氨酸合成代谢调控机制,对大肠杆菌的代谢途径进行改造,得出以下结果:1)研究了影响蛋氨酸途径及中间代谢物相关的分支途径对蛋氨酸合成的影响。过量表达蛋氨酸合成途径中的关键酶基因（metA、metC）及半胱氨酸合成途径的丝氨酸乙酰转移酶基因（cysE）可以促进蛋氨酸的合成。通过基因工程手段敲除阻遏蛋白基因metJ,同时强化蛋氨酸循环,弱化苏氨酸合成途径也使蛋氨酸得到了一定的积累。2)对蛋氨酸的转运进行研究,发现通过过量表达转运蛋白YeaS,YieH可促进蛋氨酸的积累。3)对蛋氨酸合成途径进行了优化,构建了多元重组菌株S13即MG1655△metJ（pDHC29::metA::metC::yeaS）和S14即MG1655△metJ（pTrc99a::metA::cysE）。将S13,S14分别在三种硫底物K₂SO₄、牛磺酸、SDS发酵液中发酵,最终菌株S13在含K₂SO₄的发酵液中获得蛋氨酸最高浓度为0.396g/L,是目前定向改造大肠杆菌发酵获得的最高蛋氨酸产量。后续研究可从以下几方面入手:提高无机硫从基质到胞内的转运效率;对大肠杆菌蛋氨酸由胞外转到胞内转运体系（metN,metI,metQ）进行基因改造;优化菌株发酵条件。综合以上策略,有望进一步提高菌株的蛋氨酸产量。