微生物代谢国家重点实验室2011年4月获科技部立项建设，2013年10月通过建设验收进入正式运行，以微生物代谢途径揭示与改良为目标，开展微生物菌种的筛选、代谢产物的发现和鉴定、代谢基因的克隆、生化和调控机理的解析、新型代谢物的设计和组合生物合成、分解、代谢互作以及代谢产物的生物效应评价等全方位的基础与应用基础研究。实验室定位准确，研究特色鲜明，形成了微生物合成代谢、微生物分解代谢、微生物代谢互作三个相互联系、互为依托的研究方向。
实验室由中国科学院院士、第三世界科学院院士、美国微生物科学院院士邓子新教授领军。现有专职研究人员67名，其中正高职称33人，副高级职称23人，具博士学位研究人员66位，占总研究人数的99%。"重要微生物合成与分解代谢的分子机制"国家基金委创新群体第二期进展顺利，主要梯队人均科研经费超过100万元，平均年龄43岁，35岁以下研究人员11人，已形成一支出类拔萃的中青年科研生力军。
建立了分子微生物学、分子生物化工与先进发酵技术、微生物海洋学、分子酶学技术、先进生物制造、微生物分子生态学与生态基因组学、微生物资源与代谢工程、环境微生物基因资源、生物分离与分析、应用微生物与代谢网络、海洋微生物技术、生物信息学、结构生物学、环境生物工程等多个研究室，拥有固定资产3200万以上，科研总用房超过5500平方米。
3年以来，实验室承担了973计划、863计划、国家重大专项、自然科学基金重大研究计划等重大重点项目12项，包括以冯雁教授作为首席科学家主持的"微生物药物创新与优产的人工合成体系"的"973"计划课题和曹成喜教授主持的"双向凝胶电泳(2DE)成套设备技术开发与应用的研究"的科技部国家重大科学仪器设备开发专项课题科研项目。在微生物代谢基因资源、生理生化与组学技术、代谢途径与代谢工程和微生物代谢产物筛选等主要建设方向上形成了一系列显著成果，共发表SCI论文388篇，以第一单位发表、影响因子5分以上的领域内Top期刊论文38篇;获得发明专利授权46项，其中国际专利2项，软件著作权5项。
磷硫酰化DNA抗氧化生理作用的发现不仅丰富了重要合成代谢理论，并拓宽了DNA硫修饰现象的生物学意义，结合计算化学手段深入认识其化学结构，引起国际同行广泛关注。抗生素合成基因簇的克隆和生物合成途径解析研究取得了系列成果，在领域TOP期刊上发表了大量有影响力的学术论文，发挥出合成生物学技术在生物工程、制药领域中的理论提升和技术引导作用。肠道菌群与营养互作诱发代谢综合征的分子生态学机制研究引起国内外同行广泛关注，多篇论文已被高次数引用，并且多家新闻媒体都对该研究结果进行了报道。尼古丁分解代谢的分子机理研究方面取得了一系列重要进展，将为难降解有机污染物微生物分解代谢的机制解析和生物资源有效利用提供指导和帮助。研究成果先后获得2011年中国石油和化学工业联合会科学科技发明一等奖和2012年教育部科技进步二等奖(推广类)，2012年"何梁何利基金科学与技术进步奖"、上海市育才奖、上海市优秀技术带头人奖、上海市青年科技精英提名奖等奖项，学科影响力不断提升。
2012年，以实验室固定人员为主体的上海交通大学微生物学科首次跻身ESI全球排名前1%的行列，并在当年6月的生命学科国际评估获得专家较高评价：微生物代谢国家重点实验室拥有优秀的研究团队以及国际一流的学术表现，具备成为世界顶尖学术机构的潜力;DNA硫修饰机制、微生物药物合成代谢、蛋白质与酶学、计算生物学与生物信息学方面的研究具有国际影响力。相关的生物学与生物化学、分子生物学与遗传学等学科继续保持ESI前1%排名。在教育部2012年一级学科评估中，上海交通大学生命科学技术学院生物学一级学科跃居全国排名第三。
