我國科學(xué)家突破二氧化碳人工合成淀粉技術(shù)

近日，中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所在淀粉人工合成方面取得突破性進(jìn)展，在國際上首次實(shí)現(xiàn)二氧化碳到淀粉的從頭合成。相關(guān)成果由國際知名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》在線發(fā)表。

中國科學(xué)院天津工生所研究團(tuán)隊(duì)，采用一種類似“搭積木”的方式，從頭設(shè)計(jì)出11步主反應(yīng)的非自然二氧化碳固定與人工合成淀粉新途徑，在實(shí)驗(yàn)室中首次實(shí)現(xiàn)從二氧化碳到淀粉分子的全合成。核磁共振等檢測發(fā)現(xiàn)，人工合成淀粉分子與天然淀粉分子的結(jié)構(gòu)組成一致。

天津工生所聯(lián)合中科院大連化學(xué)物理研究所，利用化學(xué)催化劑將高濃度二氧化碳在高密度氫能作用下還原成碳一化合物，然后通過設(shè)計(jì)構(gòu)建碳一聚合新酶，依據(jù)化學(xué)聚糖反應(yīng)原理將碳一化合物聚合成碳三化合物，最后通過生物途徑優(yōu)化，將碳三化合物聚合成碳六化合物，再進(jìn)一步合成直鏈和支鏈淀粉。

實(shí)驗(yàn)室初步測試顯示，人工合成淀粉的效率約為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)淀粉的8.5倍。按照目前技術(shù)參數(shù)推算，在能量供給充足條件下，理論上1 m3大小的生物反應(yīng)器年產(chǎn)淀粉量相當(dāng)于5畝土地玉米種植的淀粉年平均產(chǎn)量。

中科院表示，該成果目前尚處于實(shí)驗(yàn)室階段，離實(shí)際應(yīng)用還有相當(dāng)長的距離，后續(xù)還需要盡快實(shí)現(xiàn)從“0到1”的概念突破到“1到10”和“10到100”的轉(zhuǎn)換。中科院將集成相關(guān)科技力量，一如既往地支持該項(xiàng)研究深入推進(jìn)。