中國科學家實現(xiàn)從二氧化碳到糖的精準全合成

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著名學術(shù)期刊《科學通報》15日刊發(fā)最新研究成果顯示，中國科學家在實驗室內(nèi)實現(xiàn)了從二氧化碳到糖的精準全合成，人工合成糖邁出關(guān)鍵一步。

在中國科學院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所實驗室拍攝的一份人工合成己糖溶液樣品(8月13日攝)。記者 孫凡越 攝

糖是人體所需能量的主要來源。人工合成糖是近年來科學界孜孜以求的方向，在此之前，全球已有多位科學家作出不同程度的貢獻。

此次研究成果由中國科學院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所與大連化學物理研究所科研團隊歷時兩年多攻關(guān)完成。論文第一作者楊建剛介紹，團隊將高濃度二氧化碳等原料在反應溶液中按一定比例調(diào)配，在化學催化劑和酶催化劑的作用下，得到了葡萄糖、阿洛酮糖、塔格糖、甘露糖4種己糖。己糖是在自然界廣泛分布，與機體營養(yǎng)代謝最為密切的糖的統(tǒng)稱。

在中國科學院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所實驗室，科研團隊在做人工合成己糖實驗(8月13日攝)。記者 孫凡越 攝

整套實驗的反應時長約17小時。與通過種植甘蔗等農(nóng)作物提取糖分的傳統(tǒng)方式相比，糖的獲取時長實現(xiàn)了從“年”到“小時”的跨越。

此次糖合成的效率為0.67克每升每小時，比已知成果提高10倍以上。葡萄糖的碳固定合成效率達到每毫克催化劑每分鐘59.8納摩爾碳，是目前已知的國內(nèi)外人工制糖最高水平。

在中國科學院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所實驗室，楊建剛副研究員在做人工合成己糖實驗(8月13日攝)。記者 金立旺 攝

研究還實現(xiàn)了人工合成糖的精準控制。“通過控制不同酶的不同催化效果，理論上可以合成幾乎任一類型的糖。”楊建剛說。

德國科學院院士曼弗雷德·雷茨就論文給出評價意見認為，從二氧化碳轉(zhuǎn)化為糖是特別有挑戰(zhàn)性的工作。這一成果提供了一種靈活性、多功能性和高效性的糖合成路線，為綠色化學打開了一扇門。

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