从固碳效率来说,这些人工合成固碳途径已经超过天然的卡尔文循环[2.58 nmol C/(min·mg总酶量)],其中ASAP途径固碳速率最高,淀粉合成速率可以达到22 nmol C/(min·mg总酶量)。从反应数来看,SACA途径由于以乙醛作为底物合成乙酰辅酶A,只...
总之,二氧化碳生物转化是一种具有重要意义的碳资源利用方式,从天然到人工的固碳途径是其核心的技术手段。通过对天然固碳途径的研究和理解,以及对人工固碳途径的设计和构建,可以实现CO2的高效固定和转化,为生物能源和生物制品的生产提供新的途径和平台。未来,随着生物信息学、系统生物学、合成生物学等学科的发展,二氧化...
正在德国马克斯·普朗克陆地微生物研究所从事博士后研究的罗姗姗长期专注于利用合成生物学重新构建光合作用，应对能源和气候危机。近期，凭借在 “设计并构建人工二氧化碳（CO2）固定途径和能量转化模块” 方面的突破性进展，罗姗姗入选了 2023 年度《麻省理工科技评论》中国区 “35 岁以下科技创新 35 人”。图 | 罗姗...
它不仅能够为简单的生物过程提供能量,还能够驱动更为复杂的生物反应,如从 DNA 合成 RNA 和蛋白质等。这一成果为生物固碳以及其他生物合成过程提供了全新的能量解决方案,极大地拓展了生物固碳技术的应用前景。 德国马克斯·普朗克陆地微生物研究所的 Tobias J. Erb 教授团队与罗姗姗的紧密合作,在人工固碳途径的研究中...
合成淀粉 植物通过光合作用固定CO2生产淀粉的路径涉及60余步代谢反应,理论转化率仅为2%左右。我国科学家们从头设计,构建了由四大模块涉及11步反应的人工淀粉合成代谢途径(artificial starch anabolic pathway, ASAP),首次实现了从CO2到淀粉分子的全合成。检测发现,...
在自然界中,已知的生物固碳的通路有6种。科学家这次人工合成的新通路CETCH与其中一种名为3HP-4HB循环的生物通路有一些相似之处,但能量效率相对3HP-4HB循环更高。图片来源:10.1126/science.aal1559 通过对来源于不同生物体酶的组合与改造,科学家们最终构建起了一条能够固定二氧化碳的全新的通路,这一通路是完全人...
与经过数十亿年进化的天然固碳途径及其改造不同，罗姗姗博士在博士和博士后期间利用合成生物学方法，从零开始设计并构建了两条更为高效、快速的人工固碳途径，证明了从头设计固碳途径的可行性。其中，她在博士期间成功构建了氧气耐受的自催化循环rGPS-MCG，成为世界上第二条耐氧人工二氧化碳固定途径。此外，研究团队还...
主要研究方向为代谢合成生物学，重点研究自然界蛋白质起源与进化的基本规律，开发蛋白质功能元件的理性改造与设计新方法。以新酶设计为核心，发掘改造植物天然产物合成关键基因，优化酵母基因组代谢网络，构建高效的植物天然产物合成细胞工厂，为颠覆植物天然产物的生产模式奠定基础；设计创造一碳生物合成新酶，创建从一碳到...
中科院微生物所创建最小化的人工固碳循环 工业快速发展导致二氧化碳等温室气体排放不断增加,促使各国政府加速开发二氧化碳捕集利用技术,力争早日实现“碳中和”。其中,设计和创建具有高效生物固碳能力的酶、生化途径、工程生物或微生物组,已成为合成生物固碳领域的国际研究热点。在自然界中,植物和微生物可利用六条天然固...
人工固碳循环效率已超过天然途径 在肖璐看来,全球层面人工固碳研究中,有两大具有代表性的里程碑事件:CETCH 循环和ASAP 途径。 2016 年,德国马普陆地微生物研究所在Science杂志上报道了一种自然界中不存在的全新固碳途径 ——CETCH 循环,这是第一条人工合成的固碳途径,同时也是已知六条天然固碳途径之外的第七条...