中文摘要：

利用微生物电合成技术将电能转化为化学能已成为当前研究热点。本课题组利用E.coli在电化学反应器中合成琥珀酸时发现，E.coli缺乏直接将电极提供的电子传递至细胞内的能力；只有添加中性红为电子传递介体，E.coli才能将电子传递至细胞内作为还原力合成琥珀酸。然而，由于电子介体对细胞的损伤以及电子转化的还原力在细胞内有部分流向副产物合成途径，导致电子用于合成琥珀酸的效率低下。本项目以实现电极供给电子转化为琥珀酸合成途径可利用的还原力为目标，通过采用合成生物学方法构建在E.coli中具有生物相容性的电子传递途径，建立可将电子突破而不损伤细胞膜从电极转移至细胞内的传递通道，提高电子传递效率；此外，通过电极电子与细胞膜相互作用的机制解析，结合代谢网络模型进行电子代谢途径再设计，控制电子在细胞内流向，减少副产物合成，提高电子利用效率。最终构建高效电合成琥珀酸的重组E.coli，并建立其代谢调控策略。