人工光合作用介導(dǎo)的輔酶再生研究進(jìn)展

黃子煜，王培侖，劉 旭，呂茂翠，黃曉文

(1. 齊魯工業(yè)大學(xué)(山東省科學(xué)院)生物基材料與綠色造紙國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東濟(jì)南250353；2. 國(guó)網(wǎng)智能科技股份有限公司，山東濟(jì)南250101；3. 齊魯工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東濟(jì)南250353)

目前，隨著人口增加及工業(yè)化快速發(fā)展，全球范圍內(nèi)出現(xiàn)三項(xiàng)亟待解決的嚴(yán)峻問(wèn)題：能源危機(jī)、溫室效應(yīng)和糧食危機(jī)[1-8]，此三項(xiàng)問(wèn)題相互關(guān)聯(lián)，互相影響。由于天然氣和石油等化石能源儲(chǔ)量有限、不可再生，而社會(huì)對(duì)能源的需求與消耗遞增，能源危機(jī)日漸明顯。隨著化石能源的消耗，CO2等氣體的排放量持續(xù)上升，超出了地球的自凈能力，引發(fā)溫室效應(yīng)。溫室效應(yīng)進(jìn)而影響氣候變化及植物生長(zhǎng)，導(dǎo)致糧食產(chǎn)量下降。同時(shí)，由于人口數(shù)量增加，越來(lái)越多的土地、水資源和能源因工業(yè)發(fā)展和城市擴(kuò)張被占用，農(nóng)業(yè)用地嚴(yán)重不足，糧食產(chǎn)量不增反降，人類對(duì)糧食的需求無(wú)法被滿足，糧食危機(jī)越發(fā)凸顯。為解決此三項(xiàng)問(wèn)題，科學(xué)家及各界人士在努力地尋求解決方案。一百年前，意大利化學(xué)家Ciamician極具前瞻性地提出人工光合作用的概念，并將相關(guān)想法發(fā)表在《Science》上[9]。目前，人工光合作用研究領(lǐng)域發(fā)展迅速，成為新的研究熱點(diǎn)，有望解決以上三項(xiàng)問(wèn)題[1-8]。顧名思義，人工光合作用是通過(guò)人工手段模擬自然光合作用(如植物、光合細(xì)菌中所進(jìn)行的)，即利用太陽(yáng)光、水和CO2合成碳水化合物，實(shí)現(xiàn)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過(guò)程[10-11]。葉綠體是進(jìn)行自然光合作用的典型代表，其內(nèi)部堆疊著大量的類囊體。……