碳水化合物作為自然界最豐富的物質之一，既是人類主要能量來源，也是生產食品、藥品、材料和化學品的原料基礎。當前碳水化合物生產仍高度依賴植物種植，開發不依賴生物資源的二氧化碳轉化碳水化合物技術路線具重要意義與挑戰性。
中國科學院天津工業生物技術研究所研究團隊在前期人工轉化二氧化碳合成己糖研究工作基礎上，設計構建了非天然蔗糖合成途徑，與自然合成途徑相比，反應步驟和ATP消耗顯著降低。研究針對途徑中的關鍵酶進行分子改造，催化效率提升70倍。圍繞體外生物轉化體系中的多酶適配性研究，科研人員開發循環掃描迭代進化方法，蔗糖合成轉化率提高至86%，產物濃度達到14g/L。基于蔗糖合成路線，研究設計了自循環驅動的淀粉合成方法，無需添加引物即可實現生物轉化甲醇合成直鏈淀粉，且具有較高的合成效率。
該研究構建的生物轉化系統與開發的電催化/化學催化固定二氧化碳系統相耦合，可實現轉化二氧化碳合成多種復雜分子，應用于食品和醫藥領域。研究聚焦甲醇轉化為結構多樣的高碳碳水化合物，利用高效體外生物轉化平臺，為低碳分子生物轉化合成長鏈糖類分子甚至化學品，提供了具有應用前景的解決方案。
相關研究成果發表在《科學通報》（Science Bulletin）上。研究工作得到中國科學院戰略性先導科技專項、國家自然科學基金等的支持。
論文鏈接
低碳化合物生物轉化合成復雜糖分子
本文鏈接：生物轉化甲醇合成蔗糖等方面研究取得進展http://m.sq15.cn/show-12-1179-0.html
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