w無塵w2021-10-03 11:33:34

從二氧化碳人工合成澱粉這一顛覆性技術是如何實現的，核心突破究竟在哪兒。

亮點1

能量轉化效率提升3。5倍 突破自然光合固碳系統利用太陽能的侷限

為了設計超越自然能力的固碳澱粉合成途徑，科研團隊創新地提出將化學與生物催化相耦合的方案，從約7000個生化反應中、構建形成只有11步主反應的固碳澱粉人工合成途徑，將理論能量轉化效率提升3。5倍，使高效固定二氧化碳高效合成澱粉成為可能。

亮點2

從60多步到11步 突破自然界澱粉合成的複雜調控障礙

在計算設計的人工途徑中，生物酶催化劑是成功構建這條途徑的核心關鍵。科研團隊從動物、植物、微生物等31個不同物種來源挖掘合適的生物酶催化劑，構建了一條只有11步反應的人工澱粉合成途徑，與自然界澱粉合成需要的60多個步驟相比，顯著降低了合成的複雜度。

亮點3

突破天然澱粉合成時空效率不高的限制

由於缺少自然途徑上億年的進化過程，人工途徑中來源於不同物種的生物酶催化劑間存在難以適配的問題。針對這個問題，研究團隊開發了模組組裝最佳化與時空分離反應策略，解決了人工途徑中底物競爭、產物抑制等問題，最終獲得了澱粉合成速率和效率顯著提升的人工途徑。