中新网北京4月28日电 (记者 孙自法)二氧化碳除了能够“变”淀粉，还能“变”其他东西吗？中邦科学家最新给出的谜底是“能”——能够还原合成葡萄糖和油脂。

　　继正在邦际上初次完成二氧化碳到淀粉的重新合成之后，中邦科学家团队再次完成二氧化碳“变废为宝”，他们通过电催化连系生物合成的形式，得胜将二氧化碳高效还原合成高浓度乙酸，进一步行使微生物能够合成葡萄糖和油脂。

　　这一重磅科研效率由电子科技大学夏川课题组、中邦科学院深圳进步技巧钻探院于涛课题组和中邦科学技巧大学曾杰课题组联合结束，北京时期4月28昼夜间，钻探论文正在邦际专业学术期刊《自然-催化》以封面作品景象发布。

　　通过电化学耦合生物发酵完成将二氧化碳和水转化为长链产物的示图谋。 钻探团队 供图

　　曾杰科普先容说，起首，必要把二氧化碳转化为可供微生物行使的原料，轻易微生物发酵。明净、高效的电催化技巧能够正在常温常压要求下事业，是完成这个历程的理念挑选，他们团队就此已生长许众成熟的电催化剂编制。

　　至于要转化为哪种“原料”，钻探职员将眼光对准了乙酸。由于它不只是食醋的要紧因素，也是一种出色的生物合成碳源，能够转化为葡萄糖等其他生物物质。

　　“二氧化碳直接电解能够取得乙酸，但效力不高，是以咱们接纳‘两步走’政策——先高效取得一氧化碳，再从一氧化碳到乙酸。”曾杰说。

　　夏川指出，向例电催修饰配分娩出的乙酸搀和着许众电解质盐，无法直接用于生物发酵。是以，为了“喂饱”微生物，不只要晋升转化效力，保障“食品”的数目，还要取得不含电解质盐的纯乙酸，保障“食品”的质料。

　　钻探团队行使新型固态电解质响应装配，运用固态电解质取代本来的电解质盐溶液，直接取得了无需进一步分散的纯乙酸水溶液。行使该装配，能正在安闲电流密度内，超140小时一连制备纯度达97%的乙酸水溶液。

　　于涛说，取得乙酸后，钻探团队试验行使酿酒酵母这一微生物来合成葡萄糖。这个历程，就像是微生物正在“嫉妒”，酿酒酵母通过不时地“嫉妒”来合成葡萄糖，但正在这个历程中，酿酒酵母自己也会代谢掉一一面葡萄糖，是以产量并不高。

　　对此，钻探团队通过敲除酿酒酵母中代谢葡萄糖的三个要害酶元件，取销了酿酒酵母代谢葡萄糖的本事。敲除之后，实行中的工程酵母菌株正在摇瓶发酵的要求下，合成的葡萄糖产量抵达1.7克每升。

　　为进一步晋升合成的葡萄糖产量，不只要取销酿酒酵母的本事，还要加紧它自己积攒葡萄糖的本事。于是，钻探职员又敲除了两个疑似具备代谢葡萄糖本事的酶元件，同时插入来自泛菌属和大肠杆菌的葡萄糖磷酸酶元件。

　　于涛呈现，这两种酶能够“另辟门道”，将酵母体内其他通道中的磷酸分子转化为葡萄糖，扩张了酵母菌积攒葡萄糖的本事。进程改制后的工程酵母菌株的葡萄糖产量抵达2.2克每升，产量降低30%。

　　改制后用于制备葡萄糖的酵母菌株发酵液(棕色溶液)，及制备的葡萄糖(白色溶液)。 钻探团队 供图

　　近年来，跟着新能源发电的连忙振兴，电力本钱低落，二氧化碳电还原技巧仍旧具备与依赖化石能源的古代化工工艺角逐的潜力。所以，高效的二氧化碳电还原制备高附加值化学品和燃料的工艺被学界以为是扶植异日“零碳排放”物质转化的要紧钻探对象之一。

　　夏川呈现，为了规避二氧化碳电还原的产品节制性，可探究将二氧化碳电还原历程与生物历程相耦合，以电催化产品动作电子载体，供微生物后续发酵合生长碳链的化学产物用于分娩和存在。

　　微生物动作活细胞工场，其好处是产品众样性很高，也许合成很众无法通过人工分娩或人工分娩效力很低的化合物，短长常充分的“物质合成东西箱”。

　　曾杰以为，通过电催化连系生物合成的新型催化形式，能够有用降低碳的附加值。钻探团队后续将进一步钻探电催化与生物发酵这两个平台的同配性和兼容性。异日，若是要合成淀粉、成立色素、分娩药物等，只需保留电催化措施不转移，转换发酵运用的微生物就能完成。

　　中邦科学院院士、中邦催化专业委员会主任李灿钻探员评议说，这项最新钻探事业耦合人工电催化与生物酶催化历程，生长了一条由水和二氧化碳到含能化学小分子乙酸，后经工程改制的酵母微生物催化合成葡萄糖和逛离的脂肪酸等高附加值产品的新途径，为人工和半人工合成“粮食”供给了新的技巧。

　　中邦科学院院士、上海交通大学微生物代谢邦度中心实行室主任邓子新以为，该钻探事业拓荒了电化学连系活细胞催化制备葡萄糖等粮食产品的新政策，为进一步生长基于电力驱动的新型农业与生物成立业供给了新规范，是二氧化碳行使方面的要紧生长对象。(完)