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D-葡萄糖醛酸及其内酯具有肝解毒、提高免疫力、抗炎、抗凝、补充体能、改善缺氧、滋养肌肤、延缓衰老、降低血脂等多种功能，广泛用于医药、食品、化妆品等领域。D-葡萄糖醛酸溶于水后不稳定，容易形成稳定的3，6-内酯的葡萄糖醛酸内酯。D-葡萄糖醛酸及其内酯市场广阔。 目前工业生产D-葡萄糖醛酸的方法是浓硝酸氧化淀粉法和Fenton试剂氧化法。化学法生产D-葡萄糖醛酸成本高，步骤繁琐，产率低，并且伴有严重的环境污染。已有研究和专利基于肌醇氧化酶的生物转化法，该方法以肌醇为底物，采用静息全细胞催化制备D-葡萄糖醛酸；该方法由于反应体系（Tris体系）昂贵和实际转化率问题，加之近期底物肌醇价格的暴涨，造成不能工业化生产。 本项目采用合成生物学的方法和手段，利用CRISPR/Cas9系统构建不能利用葡萄糖的大肠杆菌底盘，通过全面改造启动子和表达相关酶，过表达新型肌醇氧化酶，构建了以甘油为碳源，以葡萄糖为底物的大肠杆菌“细胞工厂”，不需要添加诱导剂，实现从葡萄糖直接生产D-葡萄糖醛酸。现阶段已完成50L发酵罐中试，葡萄糖摩尔转化率达到85%，产物浓度达到89g/L，发酵周期3天，已具备工业化生产的条件。 本项目构建的大肠杆菌“细胞工厂”生产D-葡萄糖醛酸水平远高于现在报道和专利申请的水平，并具有进一步迭代优化，提升技术水平的潜力；同时，可通过合成生物学手段进一步构建生产高附加值和大宗化工产品葡萄糖二酸的“细胞工厂”，突破现在“细胞工厂”生产葡萄糖二酸的最高产率（约6g/L）。本项目具有技术上的先进性和独有性，可实现工业化生产。