參與同—次代謝產(chǎn)物生物合成的基因一般成簇存在于微生物染色體上，稱之為基因簇（Liras and Martin, 2006). 一個基因簇通常含有結(jié)構(gòu)基因、后修飾基因、調(diào)控基因、轉(zhuǎn)運基因和抗性基因等。微生物次生代謝產(chǎn)物生物合成基因簇中的結(jié)構(gòu)基因最終負責次生代謝產(chǎn)物的合成，因而對這些結(jié)構(gòu)基因功能的闡明及改造就顯得尤為重要，目前對結(jié)構(gòu)基因的改造主要是通過DNA重組技術對其中特定基因進行過量表達、阻斷和刪除，以及后修飾、異源表達等來篩選新型天然次生代謝產(chǎn)物或提高產(chǎn)量（Olanoaj；., 2008).
增加結(jié)構(gòu)基因或基因簇的拷貝數(shù)可以顯著增加相應次生代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量。比較產(chǎn)青霉(Penifilliun chrysogmum)不同菌株，發(fā)現(xiàn)在青霉素高產(chǎn)菌株中存在多個拷貝的青霉素生物合成基因族，如生產(chǎn)菌株BW1890中存在8～16個青霉素生物合成基因copy（Smith aZ.，1989).在頂頭孢霉(Acremonium chrysogenum)中過—表達af;| 基因使頭孢菌素C的產(chǎn)量提髙了 _2～3倍(Rodriguez-Saizrtai. , 2004).在圈卷產(chǎn)色| 鏈霉菌(Streptomyces ansochrtimogenes')中增加一個拷貝的sanU/和 sanV基因，使尼可霉素的產(chǎn)量提高了 1.8倍（Li«taf.，2005)；在帶小棒鏈霉菌中過量表達或增加克拉維酸合成酶基因《w2使克拉維酸的產(chǎn)童提離了璀 同時增加和途徑特異性調(diào)控基因ccaR的拷貝數(shù)則使克拉維酸的產(chǎn)童23倍 (Hungrta/., 2007)。增加proclavaminate脈基水解酶基因pah2的拷貝數(shù)也能顯著提高克拉維酸的產(chǎn)量（SongetaZ., 2008).
阻斷或刪除某些起負作用的結(jié)構(gòu)基因也可以增加次生代謝產(chǎn)物的合成量。在諾爾斯鏈霉菌(Streptomycesmursei)中，nysF編碼4-磷酸酸泛酰巰基轉(zhuǎn)移酶，參與制霉菌素生物合成I型PKS中ACP結(jié)構(gòu)域的后修飾，抑制酶活.阻斷nysF基因可以有效提高制霉菌素的產(chǎn)量（Volokhaneta;.，2005),在帶小棒鏈霉菌中，克拉維酸和頭霉素的合成使用了共同的初級代謝產(chǎn)物。通過破壞lat基因可以有效阻斷頭霉素的生物合成，同時增加了克拉維酸的產(chǎn)量（ParadkareW., 2001>.在南昌鏈霉菌中存在8個PKS基因簇，阻斷其中的任何一個都可以使南昌霉素產(chǎn)量提高 3 倍（Sun eta2.，2002).
