近年来，利用微生物细胞工厂进行高效化学品生产已成为先进生物制造的重要方向。微生物在合成目标产物的过程中，往往依赖于多种辅因子或共底物，而辅因子的供应不足或不平衡常常成为限制产量的关键瓶颈。为解决这一问题，中国科学院微生物研究所陶勇研究组开发了一种辅因子自平衡系统，通过设计能实现多种辅因子循环再生的代谢途径，有效调控辅因子的供需平衡，从而提升整体合成效率。

具体而言，研究聚焦于苯乙醇的生物合成途径，该途径涉及苯丙酮酸的转化，需用到α-酮戊二酸（2-oxoglutarate）和还原力（NAD(P)H）作为共底物。传统方法中，辅因子的供应受限，导致产量难以突破。为此，研究团队在大肠杆菌底盘中引入谷氨酸脱氢酶，设计了一个“桥梁”机制，实现辅因子的自我再生和循环利用，无需外源添加辅因子，显著提高了催化效率，近4倍提升苯乙醇的产量，且产物具有浓郁的玫瑰香味。

此外，研究还通过移除反应体系中的氨，将底物限定为苯丙酮酸，使得整个催化过程仅以水和二氧化碳作为副产物，构建了一个高效、清洁的生物催化系统。该系统不仅适用于苯乙醇的合成，也为其他氨基酸衷转化为醇类化合物提供了新思路，具有广泛的应用潜力。

该研究成果已在《代谢工程》期刊发表。陶勇博士团队的王鹏超担任第一作者，陶勇教授、微生物所副研究员林白雪及福建师范大学黄建忠教授为共同通讯作者。项目得到国家自然科学基金、“973”计划及中国科学院/国家外国专家局“创新团队国际合作计划”的支持，为生物制造领域提供了创新的技术方案。

辅因子和还原力自平衡系统示意图

辅因子自平衡系统提升产物合成效率