中國科學家實驗室人工合成淀粉

繼上世紀60年代在世界上首次完成人工合成結晶牛胰島素之后，中國科學家又在人工合成淀粉方面取得重大顛覆性、原創性突破——國際上首次在實驗室實現二氧化碳到淀粉的從頭合成。中科院天津工業生物所的人工合成淀粉重大科技突破進展成果論文，9月24日在《科學》發表，為從工業車間制造二氧化碳到淀粉“打開了一扇窗”。

中國科學家團隊在實驗室中首次實現從二氧化碳到淀粉分子的全合成，這一人工途徑的淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8．5倍。這一顛覆性技術中的關鍵是計算設計人工途徑中的生物酶催化劑，科研團隊從動物、植物、微生物等31個不同物種來源挖掘合適的生物酶催化劑，構建了一條只有11步反應的人工淀粉合成途徑，與自然界淀粉合成需要的60多個步驟相比，顯著降低了合成的復雜度。

針對人工途徑中來源于不同物種的生物酶催化劑間存在難以適配的問題，研究團隊開發了模塊組裝優化與時空分離反應策略，解決了人工途徑中底物競爭、產物抑制等問題，最終獲得了淀粉合成速率和效率顯著提升的人工途徑。

科研團隊介紹，在充足能量供給的條件下，按照目前的技術參數推算，理論上1立方米大小的生物反應器年產淀粉量相當于5畝土地玉米種植的平均年產量。雖然人工合成淀粉這一路徑已經打通，但是目前僅在實驗室生產了少量的淀粉樣品，要真正實現人工合成淀粉的工業化還面臨很多挑戰。