1.聚谷氨酸
聚谷氨酸（γ-PGA），又称纳豆胶、多聚谷氨酸，它是一种水溶性，生物降解，不含毒性，使用微生物发酵法制得的生物高分子。聚谷氨酸是一种有粘性的物质，在“纳豆” ——发酵豆中被首次发现。聚谷氨酸的呈现许多有利特征，例如生物可降解的、水溶性的。可食用的和无毒的。因此，它已被广泛地应用于食品，药品，化妆品和农业和许多独特的应用，例如作为缓释材料、药物载体、可固化的生物粘合剂、可生物降解的纤维和强水吸收水凝胶等。
聚谷氨酸的生产菌株被分类为谷氨酸依赖性菌株或谷氨酸非依赖性菌株。当前工业生产菌株来源谷氨酸依赖性菌株，谷氨酸依赖性菌株必须消耗大量谷氨酸，工业生产成本较高，所以开发高产的谷氨酸非依赖株势在必行。
2. 解淀粉芽孢杆菌的模块系统优化
解淀粉芽孢杆菌属于生产聚谷氨酸的谷氨酸非依赖株，前人研究中缺乏对其进行系统性优化。因此，南开大学王淑芳课题组进行以下五方面的模块优化：
1）通过敲除四个细菌多糖相关的基因阻断途径副产品合成：eps/sac /glyc/lps; （2）敲除两个γ-PGA降解酶：pgdS和cwlO; （3）敲除胞内自体诱导物的AI-2型合成酶基因luxS使菌株耐受环境胁迫; （4）通过替换基因簇pgsBCA启动子为P43过表达 pgsBCA（5）通过合成小RNA（sRNAs）抑制表达rocG和GLNA基因以增加胞内谷氨酸的量。
图1.代谢途径改造
3.聚谷氨酸产量提高
阻止的副产物的合成途径、删除γ-PGA降解酶的基因、阻断细胞自体诱导物的合成途径和抑制γ-PGA合成前体的使用。最终获得聚谷氨酸高产工程菌株能在烧瓶中和5升发酵罐分别产生11.04 g/ L和20.3 g/ L，比现有菌株分别提高2.91倍和5.34倍。
图2.工程菌株发酵产量
