人民網天津8月17日電 （記者孫一凡）記者從中國科學院天津工業生物技術研究所獲悉，該所研究人員成功構建了靈活性、高效性及多功能性的人工生物系統，實現了多種己糖從頭精准合成，解決了糖分子立體結構可控的難題，為擺脫自然合成途徑、利用二氧化碳創造多樣的糖世界提供了可能。研究成果於8月16日在國內刊物《科學通報》發表。

糖是人類生命活動及日常生活中的重要物質，也是當今工業生物制造的關鍵原材料。己糖是在自然界廣泛分布、與機體營養代謝最為密切的糖的統稱。迄今為止，人類對糖的獲取主要依賴於植物類生物質資源。然而，這種傳統的“二氧化碳－生物質資源－糖”的加工過程，受到植物光合作用能量轉換效率限制。最重要的是，由於土地退化和短缺、生態系統退化、全球變暖導致的極端天氣和自然災害，依賴於糖類生物質資源的生產方式面臨著原料供應安全和風險等問題。為解決這一系列問題，需要將這種傳統制糖過程向非糖類生物質資源制造模式轉變。

中國科學院天津工業生物技術研究所副研究員楊建剛介紹，團隊開發了人工轉化二氧化碳從頭精准合成糖技術，基於碳素縮合、異構、脫磷等酶促反應，與中國科學院大連化學物理研究所科研團隊合作，設計構建化學-酶耦聯的非天然轉化途徑，工程化設計改造酶蛋白分子的催化特性，實現了精准控制合成不同結構與功能的己糖，其碳轉化率高於傳統植物光合作用，同時高於已報道的化學法制糖以及電化學-生物學耦聯的人工制糖方法，是目前人工制糖路線中碳轉化效率的最高水平。

該研究成果是在二氧化碳合成澱粉基礎上的一個重大突破，顛覆了依賴糖生物質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於食品、醫藥等領域，還可作為工業生物制造關鍵原材料合成其他化學品，進一步滿足人類的其他物質需求，從而為負碳物質合成提供原料供給。

楊建剛表示，研究成果實現了人工精准合成己糖技術路線突破，但距離工業化生產還有很長的路要走，仍需要解決相關科學與工程技術問題。

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