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，人工合成糖邁出關鍵一步。

在中國科學院天津工業(yè)生物技術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)生物技術研究所與大連化學物理研究所科研團隊歷時兩年多攻關完成。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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