攻关两年 中国科学家用二氧化碳合成糖 开启绿色化学发展

中新网报导，中国科学院天津工业生物技术研究所成功构建了灵活性、高效性及多功能性的人工生物系统，实现了从二氧化碳到糖、多种己糖从头精准合成，解决了糖分子立体结构可控的难题。为摆脱自然合成途径、利用二氧化碳创造多样的糖世界提供可能。研究成果于8月16日在中国顶尖刊物《Science Bulletin（科学通报）》发表。

研究人员表示，传统的「二氧化碳-生物质资源-糖」的加工过程，受到植物光合作用能量转换效率限制；最重要的是，由于土地退化和短缺、生态系统退化、全球变暖导致的极端天气和自然灾害，依赖于糖类生物质资源的生产方式面临着原料供应安全和风险等问题。为解决这一系列问题，需要将这种传统制糖过程向非糖类生物质资源制造模式转变。

此次研究成果由中国科学院天津工业生物技术研究所与大连化学物理研究所科研团队历时两年多攻关完成。论文第一作者杨建刚指出，团队将高浓度二氧化碳等原料在反应溶液中按一定比例调配，在化学催化剂和酶催化剂的作用下，得到了葡萄糖、阿洛酮糖、塔格糖、甘露糖4种己糖。

己糖是在自然界广泛分布，与机体营养代谢最为密切的糖的统称。

该研究成果是在二氧化碳合成淀粉基础上的一个重大突破，颠覆了依赖糖生物质资源转化制备复杂糖分子的范式，提供了一种灵活的、可拓展的糖制造模式，可获得自然界含量稀少的功能糖分子，从而拓展应用范围。

所获得糖可作为原料应用于食品、医药等领域，还可作为工业生物制造关键原材料合成其他化学品，进一步满足人类的其他物质需求，从而为负碳物质合成提供原料供给。

国际著名有机化学家、生物催化领域专家、德国科学院院士Manfred T. Reetz就本成果评价称，从二氧化碳转化为糖是特别有挑战性的工作。这一成果提供一种灵活性、多功能性和高效性的糖合成路线，为绿色化学打开了一扇门。

专家称，研究成果实现了人工精准合成己糖技术路线突破，但距离工业化生产还有很长的路要走，仍需要解决相关科学与工程技术问题。