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　　光明日報訊（記者齊芳）8月17日，記者從中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)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系統，實(shí)現了多種己糖從頭精準合成，解決了糖分子立體結構可控的難題，為擺脫自然合成途徑、利用二氧化碳創(chuàng )造多樣的糖提供了可能。

　　糖是人類(lèi)生命活動(dòng)及日常生活中的重要物質(zhì),也是工業(yè)生物制造的關(guān)鍵原材料。迄今為止，糖主要是“種”出來(lái)的——人類(lèi)對糖的獲取主要依賴(lài)于植物類(lèi)生物質(zhì)資源。然而，傳統的“二氧化碳—生物質(zhì)資源—糖”的加工過(guò)程，受植物光合作用能量轉換效率限制，生產(chǎn)方式也面臨著(zhù)原料供應安全和風(fēng)險等問(wèn)題。而化學(xué)制糖方法轉化效率比較低，人們總對化學(xué)制糖有各種憂(yōu)慮。因此，科學(xué)家們一直希望能通過(guò)生物方法“制造”出糖——這就是非糖類(lèi)生物質(zhì)資源制造。

　　該成果的主要完成人、中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所副研究員楊建剛介紹，己糖是在自然界廣泛分布、與機體營(yíng)養代謝最為密切的糖的統稱(chēng)。“我們開(kāi)發(fā)了人工轉化二氧化碳從頭精準合成糖技術(shù)，基于碳素縮合、異構、脫磷等酶促反應，與中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所科研團隊合作，設計構建化學(xué)-酶耦聯(lián)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(shí)現了精準控制合成不同結構與功能的己糖，其碳轉化率高于傳統植物光合作用，同時(shí)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(xiàn)中碳轉化效率的最高水平。與此同時(shí)，建立了可進(jìn)一步延伸糖產(chǎn)物種類(lèi)和構型的生物系統，可實(shí)現人工創(chuàng )造糖分子多樣性。”

　　這一研究成果顛覆了依賴(lài)糖生物質(zhì)資源轉化制備復雜糖分子的范式，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，從而拓展應用范圍。所獲得糖可作為原料應用于食品、醫藥等領(lǐng)域，還可作為工業(yè)生物制造關(guān)鍵原材料合成其他化學(xué)品，進(jìn)一步滿(mǎn)足人類(lèi)的其他物質(zhì)需求，從而為負碳物質(zhì)合成提供原料供給。德國科學(xué)院院士曼弗雷德·雷茨評價(jià)，該成果在這一競爭性研究領(lǐng)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(xiàn)，為綠色化學(xué)打開(kāi)了一扇門(mén)。

　　中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所所長(cháng)馬延和表示，這一研究成果實(shí)現了人工精準合成己糖技術(shù)路線(xiàn)突破，但距離工業(yè)化生產(chǎn)還有很長(cháng)的路要走，仍需要解決相關(guān)科學(xué)與工程技術(shù)問(wèn)題。

　　《光明日報》（2023年08月18日 08版）