UDPG迄今為止，盡管有許多關于化學法和酶法制備UDPG的研究報道，但通過綜合分析可以發現，利用細胞內的酶系來合成UDPG能夠避免使用純酶，受細胞壁保護的胞內酶穩定性更好，還容易實現酶的級聯反應。因此，在基因工程菌中過表達UDPG合成酶系，通過控制代謝流量提高胞內UDPG的合成，胞內UDPG被直接利用作為底物偶合主反應，避免向反應體系中額外添加UDPG，降低了生產成本。胞內合成UDPG的途徑涉及多個代謝途徑和多條基因。利用葡萄糖從頭合成UDPG會影響糖酵解途徑、戊糖磷酸途徑、核苷酸合成和能量代謝。
1、過表達UDPG合成途徑中的關鍵酶
Mao等在大腸桿菌中過表達UDPG合成途徑上的兩個關鍵酶: 葡萄糖磷酸變位酶和UDPG焦磷酸化酶，使其從葡萄糖-6-磷酸節點處分向UDPG合成的碳流量比對照菌提高8倍多。但若超過一定誘導劑濃度范圍，UDPG的合成量不再隨酶的表達水平的提高而增加，說明尚存在其他因素是影響UDPG合成的瓶頸。Oh等在大腸桿菌中引入UDPG焦磷酸酶、UDP激酶、UDP-葡萄糖-4-變旋酶和β-1，4-半乳糖基轉移酶4個酶，使重組菌的乙酰氨基乳糖合成量提高了10倍，同時其乳糖合成量也提高了2.6倍。Jesús克隆了由nis A啟動子操控的干酪乳球菌BL23基因gal U，通過同源過表達，UDPG焦磷酸化酶活性提高了100倍，UDPG合成量提高了9倍。
2、異源表達UDPG合成酶系
Bosco等克隆了野油菜黃單胞菌（Xanthomonas．campestris pv． campestris）和柑橘潰瘍病菌中編碼UDPG-焦磷酸化酶的基因gal U，分別在兩株大腸桿菌中過表達，重組菌合成UDPG的最大速率VMAX均能達到空白對照菌株的7倍左右，值得注意的是，在UDPG合成中，重組菌UDP-焦磷酸化酶比酶活達到60～90U/mg，遠高于大腸桿菌（4.8U/mg）、伊樂藻屬和肺炎鏈球菌屬。