UDPG迄今为止，尽管有许多关于化学法和酶法制备UDPG的研究报道，但通过综合分析可以发现，利用细胞内的酶系来合成UDPG能够避免使用纯酶，受细胞壁保护的胞内酶稳定性更好，还容易实现酶的级联反应。因此，在基因工程菌中过表达UDPG合成酶系，通过控制代谢流量提高胞内UDPG的合成，胞内UDPG被直接利用作为底物偶合主反应，避免向反应体系中额外添加UDPG，降低了生产成本。胞内合成UDPG的途径涉及多个代谢途径和多条基因。利用葡萄糖从头合成UDPG会影响糖酵解途径、戊糖磷酸途径、核苷酸合成和能量代谢。
1、过表达UDPG合成途径中的关键酶
Mao等在大肠杆菌中过表达UDPG合成途径上的两个关键酶: 葡萄糖磷酸变位酶和UDPG焦磷酸化酶，使其从葡萄糖-6-磷酸节点处分向UDPG合成的碳流量比对照菌提高8倍多。但若超过一定诱导剂浓度范围，UDPG的合成量不再随酶的表达水平的提高而增加，说明尚存在其他因素是影响UDPG合成的瓶颈。Oh等在大肠杆菌中引入UDPG焦磷酸酶、UDP激酶、UDP-葡萄糖-4-变旋酶和β-1，4-半乳糖基转移酶4个酶，使重组菌的乙酰氨基乳糖合成量提高了10倍，同时其乳糖合成量也提高了2.6倍。Jesús克隆了由nis A启动子操控的干酪乳球菌BL23基因gal U，通过同源过表达，UDPG焦磷酸化酶活性提高了100倍，UDPG合成量提高了9倍。
2、异源表达UDPG合成酶系
Bosco等克隆了野油菜黄单胞菌（Xanthomonas．campestris pv． campestris）和柑橘溃疡病菌中编码UDPG-焦磷酸化酶的基因gal U，分别在两株大肠杆菌中过表达，重组菌合成UDPG的最大速率VMAX均能达到空白对照菌株的7倍左右，值得注意的是，在UDPG合成中，重组菌UDP-焦磷酸化酶比酶活达到60～90U/mg，远高于大肠杆菌（4.8U/mg）、伊乐藻属和肺炎链球菌属。