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糖是人類生產(chǎn)生活中的一種重要物質(zhì)，也是當今工業(yè)生物制造的關(guān)鍵原材料。而要實現(xiàn)高效精準的人工制糖并非易事。近日，由中國科學院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所研發(fā)的人工轉(zhuǎn)化二氧化碳從頭精準合成糖技術(shù)取得新進展。這一研究成果高效、精準地實現(xiàn)了己糖的人工合成，為利用二氧化碳創(chuàng)造結(jié)構(gòu)、功能多樣的糖產(chǎn)品提供了有力支撐。

己糖又稱為六碳糖，是含有 6 個碳原子的單糖。己糖在自然界分布廣，數(shù)量多，與機體的營養(yǎng)代謝十分密切。生活中常見的葡萄糖、果糖、半乳糖都屬于己糖。傳統(tǒng)的二氧化碳到生物質(zhì)資源到糖的加工過程，受到植物光合作用能量轉(zhuǎn)換效率限制，在全球變暖、極端天氣和自然災(zāi)害頻發(fā)的背景下，依賴于過去糖類生物質(zhì)資源的生產(chǎn)方式面臨著供應(yīng)安全和風險。為了能夠更高效精準地實現(xiàn)人工制糖，中國科學院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所通過化學 - 酶耦聯(lián)的人工合成系統(tǒng)，研發(fā)出了人工轉(zhuǎn)化二氧化碳從頭精準合成糖技術(shù)。這項技術(shù)比自然光合作用糖合成更為高效、精準，且步驟更為簡單，實現(xiàn)了精準控制合成不同結(jié)構(gòu)與功能的己糖，其碳轉(zhuǎn)化率高于傳統(tǒng)植物光合作用，同時高于化學法制糖以及電化學 - 生物學耦聯(lián)的人工制糖方法，是目前人工制糖路線中碳轉(zhuǎn)化效率的最高水平。中國科學院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所楊建剛副研究員介紹，這項科研相當于提供了一個不依賴于土地或者不依賴于種植的一個路線，是構(gòu)建了自然界不存在的一個合成路線。它的路線更短，需要的能量更少，更高效，而且它能夠精準地控制產(chǎn)物的構(gòu)型，提高產(chǎn)物的選擇性，降低后期的分離成本。據(jù)了解，未來科研團隊通過該技術(shù)還能夠進一步合成寡糖、糖苷或糖醇等化合物，獲得自然界含量稀少甚至不存在的糖分子，作為原料應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和生物制造等領(lǐng)域。