天气 
2025-07-10
中国科学院天津工业生物技术研究所近日通过构建体外生物转化系统，成功实现甲醇合成蔗糖，打破了依赖自然种植甘蔗和甜菜获取蔗糖的传统方式。这一突破为更多糖分子的生物合成提供了新的研究方向。
此前，中国科学院大连化学物理研究所已成功利用化学手段将二氧化碳固定并转化为甲醇，这一过程被称为“液态阳光”的制造工艺。如果能在完成二氧化碳固定后，从工业废弃物中提取甲醇等低碳分子，并通过生物手段将其转化为糖分子，这将开辟一种无需依赖土地种植的全新制糖途径。
实验室中，研究人员设计了一条非天然的蔗糖合成途径，构建了一个高效的“分子生产线”。与传统合成路径相比，该生产线在反应步骤和能量消耗上具有明显优势。通过进一步优化人工生物转化系统，突破了关键酶的限速瓶颈，实现了甲醇等非粮低碳分子合成蔗糖，产物浓度达到14g/L。
这项研究的意义不仅在于成功合成了蔗糖，还在于搭建了一个体外生物转化平台，为“人工糖世界”打开了大门。借助该平台，科研人员不仅合成了低分子量淀粉、纤维寡糖等功能糖产品，而且这些产品的得率很高，可广泛应用于食品和饲料领域。
此外，开发的体外生物合成系统能够与电催化或热催化还原二氧化碳的过程相结合，真正实现了从二氧化碳开始转化合成蔗糖的目标。以二氧化碳为核心原料，未来科研人员计划引入不同的酶催化剂，以合成自然界中含量稀少但功效独特的糖分子，此举对推动绿色发展可能产生积极影响。
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