【科技前沿】

　　光明日報訊（記者齊芳）8月17日，記者從(cong) 中國科學院天津工業(ye) 生物技術研究所了解到，該研究所成功構建了靈活性、高效性及多功能性的人工生物係統，實現了多種己糖從(cong) 頭精準合成，解決(jue) 了糖分子立體(ti) 結構可控的難題，為(wei) 擺脫自然合成途徑、利用二氧化碳創造多樣的糖提供了可能。

　　糖是人類生命活動及日常生活中的重要物質,也是工業(ye) 生物製造的關(guan) 鍵原材料。迄今為(wei) 止，糖主要是“種”出來的——人類對糖的獲取主要依賴於(yu) 植物類生物質資源。然而，傳(chuan) 統的“二氧化碳—生物質資源—糖”的加工過程，受植物光合作用能量轉換效率限製，生產(chan) 方式也麵臨(lin) 著原料供應安全和風險等問題。而化學製糖方法轉化效率比較低，人們(men) 總對化學製糖有各種憂慮。因此，科學家們(men) 一直希望能通過生物方法“製造”出糖——這就是非糖類生物質資源製造。

　　該成果的主要完成人、中國科學院天津工業(ye) 生物技術研究所副研究員楊建剛介紹，己糖是在自然界廣泛分布、與(yu) 機體(ti) 營養(yang) 代謝最為(wei) 密切的糖的統稱。“我們(men) 開發了人工轉化二氧化碳從(cong) 頭精準合成糖技術，基於(yu) 碳素縮合、異構、脫磷等酶促反應，與(yu) 中國科學院大連化學物理研究所科研團隊合作，設計構建化學-酶耦聯的非天然轉化途徑，工程化設計改造酶蛋白分子的催化特性，實現了精準控製合成不同結構與(yu) 功能的己糖，其碳轉化率高於(yu) 傳(chuan) 統植物光合作用，同時高於(yu) 已報道的化學法製糖以及電化學-生物學耦聯的人工製糖方法，是目前人工製糖路線中碳轉化效率的最高水平。與(yu) 此同時，建立了可進一步延伸糖產(chan) 物種類和構型的生物係統，可實現人工創造糖分子多樣性。”

　　這一研究成果顛覆了依賴糖生物質資源轉化製備複雜糖分子的範式，提供了一種靈活的、可拓展的糖製造模式，可獲得自然界含量稀少的功能糖分子，從(cong) 而拓展應用範圍。所獲得糖可作為(wei) 原料應用於(yu) 食品、醫藥等領域，還可作為(wei) 工業(ye) 生物製造關(guan) 鍵原材料合成其他化學品，進一步滿足人類的其他物質需求，從(cong) 而為(wei) 負碳物質合成提供原料供給。德國科學院院士曼弗雷德·雷茨評價(jia) ，該成果在這一競爭(zheng) 性研究領域取得了真正突破，提供了一種靈活性、多功能性和高效性糖合成路線，為(wei) 綠色化學打開了一扇門。

　　中國科學院天津工業(ye) 生物技術研究所所長馬延和表示，這一研究成果實現了人工精準合成己糖技術路線突破，但距離工業(ye) 化生產(chan) 還有很長的路要走，仍需要解決(jue) 相關(guan) 科學與(yu) 工程技術問題。

　　《光明日報》（2023年08月18日 08版）