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我科學(xué)家實現(xiàn)從二氧化碳到糖的精準(zhǔn)全合成

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日期:2023-08-18 09:55:16    來源:科技日報    


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原標(biāo)題:我科學(xué)家實現(xiàn)從二氧化碳到糖的精準(zhǔn)全合成

記者8月17日從中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所獲悉,該所成功構(gòu)建了靈活性、高效性及多功能性的人工生物系統(tǒng),實現(xiàn)了多種己糖從頭精準(zhǔn)合成,解決了糖分子立體結(jié)構(gòu)可控的難題,為擺脫自然合成途徑、利用二氧化碳創(chuàng)造多樣的糖世界提供了可能。該研究成果是在二氧化碳合成淀粉基礎(chǔ)上的一個重大突破,于8月16日發(fā)表在國內(nèi)期刊《科學(xué)通報》上。

糖是人類生命活動及日常生活中的重要物質(zhì),也是當(dāng)今工業(yè)生物制造的關(guān)鍵原材料。己糖是在自然界廣泛分布、與機(jī)體營養(yǎng)代謝最為密切的糖的統(tǒng)稱。中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所開發(fā)了人工轉(zhuǎn)化二氧化碳從頭精準(zhǔn)合成糖技術(shù),基于碳素縮合、異構(gòu)、脫磷等酶促反應(yīng),與中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所科研團(tuán)隊合作,設(shè)計構(gòu)建化學(xué)—酶耦聯(lián)的非天然轉(zhuǎn)化途徑,工程化設(shè)計改造酶蛋白分子的催化特性,實現(xiàn)了精準(zhǔn)控制合成不同結(jié)構(gòu)與功能的己糖,其碳轉(zhuǎn)化率高于傳統(tǒng)植物光合作用,同時高于已報道的化學(xué)法制糖以及電化學(xué)—生物學(xué)耦聯(lián)的人工制糖方法,是目前人工制糖路線中碳轉(zhuǎn)化效率的最高水平。與此同時,該研究建立了可進(jìn)一步延伸糖產(chǎn)物種類和構(gòu)型的生物系統(tǒng),可實現(xiàn)人工創(chuàng)造糖分子多樣性。

該研究成果顛覆了依賴糖生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化制備復(fù)雜糖分子的范式,提供了一種靈活的、可拓展的糖制造模式,可獲得自然界含量稀少的功能糖分子,從而拓展應(yīng)用范圍。

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