年9月24日,中科院天津工业生物技术研究所与中科院大连化学物理研究所等团队在Science上联合发表了题为“Cell-freechemoenzymaticstarchsynthesisfromcarbondioxide”的研究论文。该研究成功创制了一条利用二氧化碳和电能合成淀粉的人工路线——ASAP路线,在实验室首次实现了从二氧化碳到淀粉的从头全合成,也使淀粉生产从传统农业种植模式向工业车间生产模式转变成为可能。淀粉是食品和动物饲料的主要热量成分,也是重要的工业原料。绿色植物中淀粉的合成涉及大约60个步骤和复杂的调节,并受限于低效的光合作用。合成生物学的进步使设计、构建更高效的CO2固定和化学生产系统成为可能。在光合作用的核心原理的启发下,非凡的化学催化剂已被开发出来,能有效利用太阳能和水中的电子或氢,将二氧化碳还原为简单的化学物质。在这项研究中,作者使用化学催化剂将CO2还原成一碳化合物(C1),作为无细胞淀粉合成中化学酶途径的输入。为构建淀粉合成途径,作者首先以甲酸和甲醇作为候选中间体,连接可能的化学催化剂和酶。利用甲醇酶formolase(fls)设计和构建了候选中间体的淀粉合成途径的酶的部分。基于来自MetaCyc数据库(22个)和ATLAS数据库(23个)的个主要反应,以及15个甲酸和8个甲醇利用反应的两组组合,作者使用组合算法和简洁的通量平衡分析(