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重大突破!中国首次实现人工合成淀粉
作者:admin 发布于:2021-10-08 14:11:45 浏览:11【次】

9月23日,经过多年研究攻关,我国在淀粉人工合成方面取得重大突破性进展,国际上首次实现了从二氧化碳到淀粉的全合成。从二氧化碳人工合成淀粉被国际学术界认为是影响世界的重大颠覆性技术,这一成果24日在国际学术期刊《科学》发表。


亮点1:能量转化效率提升3.5倍 突破自然光合固碳系统利用太阳能的局限 

为了设计超越自然能力的固碳淀粉合成途径,科研团队创新地提出将化学与生物催化相耦合的方案,从约7000个生化反应中、构建形成只有11步主反应的固碳淀粉人工合成途径,将理论能量转化效率提升3.5倍,使高效固定二氧化碳高效合成淀粉成为可能。 

亮点2:从60多步到11步 突破自然界淀粉合成的复杂调控障碍 

在计算设计的人工途径中,生物酶催化剂是成功构建这条途径的核心关键。科研团队从动物、植物、微生物等31个不同物种来源挖掘合适的生物酶催化剂,构建了一条只有11步反应的人工淀粉合成途径,与自然界淀粉合成需要的60多个步骤相比,显著降低了合成的复杂度。

亮点3:突破天然淀粉合成时空效率不高的限制 

由于缺少自然途径上亿年的进化过程,人工途径中来源于不同物种的生物酶催化剂间存在难以适配的问题。针对这个问题,研究团队开发了模块组装优化与时空分离反应策略,解决了人工途径中底物竞争、产物抑制等问题,最终获得了淀粉合成速率和效率显著提升的人工途径。



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