中科院在津实现从二氧化碳到糖精准全合成

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中国科学院天津工业生物技术研究所成功构建了灵活、高效及多功能人工生物系统，实现了多种糖从头精准合成，攻克了糖分子立体结构可控的难题，为摆脱自然合成途径、利用二氧化碳创造多样糖提供了可能。研究成果于8月16日选择在国内顶尖刊物《Science Bulletin（科学通报）》发表。

人类对糖的获取主要依赖于植物类生物质资源。传统“二氧化碳-生物质资源-糖”加工过程，受到植物光合作用能量转换效率限制，面对土地退化短缺、生态系统退化、极端天气自然灾害等因素影响，糖类生物质资源生产存在原料供应风险。

对此，中国科学院天津工业生物技术研究所开发了人工转化二氧化碳从头精准合成糖技术，与中国科学院大连化学物理研究所合作，设计构建化学-酶耦联非天然转化途径。新技术碳转化率高于传统植物光合作用，高于化学法制糖以及电化学-生物学耦联的人工制糖方法，在人工制糖路线中碳转化效率达到最高水平。与此同时，新技术还建立了可进一步延伸糖产物种类和构型的生物系统，可实现人工创造糖分子多样性。

该研究成果是在二氧化碳合成淀粉基础上的一个重大突破，颠覆了依赖糖生物质资源转化制备复杂糖分子的范式，提供了一种灵活、可拓展糖制造模式。所获得糖可作为原料应用于食品、医药等领域，还可作为工业生物制造关键原材料合成其他化学品，进一步满足人类的其他物质需求，从而为负碳物质合成提供原料供给。

国际著名有机化学家，生物催化领域专家，德国科学院院士Manfred T. Reetz（曼弗雷德•雷茨）就本成果评价称，将二氧化碳转化为碳水化合物是一个特别有趣的想法，也非常具有挑战。成果在这一竞争性研究领域取得了真正突破，提供了一种灵活性、多功能性和高效性糖合成路线，为绿色化学打开了一扇门。

研究成果实现了人工精准合成己糖技术路线突破，但距离工业化生产还有很长的路要走，仍需要解决相关科学与工程技术问题。

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