淀粉合成文章比较准确的中文解说 - Military版 - 未名存档

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Military版 - 淀粉合成文章比较准确的中文解说

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x*****7 发帖数: 7326	1 https://www.36kr.com/p/1411900064011653
a***n 发帖数: 1993	2 我看不懂，但我大受震撼。【在 x*****7 的大作中提到】 : https://www.36kr.com/p/1411900064011653
S*******d 发帖数: 1	3 9月23日，中国科学院召开本年度首场新闻发布会，介绍该院天津工业生物技术研究所在人工合成淀粉方面取得的重要进展。该所研究人员提出了一种颠覆性的淀粉制备方法，不依赖植物光合作用，以二氧化碳、电解产生的氢气为原料，成功生产出淀粉，在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成，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，取得原创性突破。相关研究成果9月24日在线发表于《科学》杂志。淀粉的重要似乎不言而喻，它是食物中最重要的营养成分，提供全球超过80%的卡路里，同时也是重要的饲料组分和工业原料。如果生产了近20亿吨谷物粮食，其中约12～14 亿吨是淀粉。截至目前，持续了1万多年的农业种植，仍是生产淀粉的唯一途径，人类早已习惯了这种既有的“造物”方式。 “自然造物”存在其局限性：上亿年来，植物吸收了二氧化碳，在温度、光照、生长周期等因素的复杂调控下，要经过约60步代谢反应和细胞组件间运输，最终才能通过“光合作用”实现淀粉的合成与积累。以玉米等农作物为例，在自然光合作用下，理论能量转化效率为2%左右，太阳能利用效率过低。这远远满足不了现实的需求：传统的粮食生产要消耗38%的土地、70%的淡水资源和大量的化肥和杀虫剂。而我国作为全球第一人口大国，得用不到10%的耕地、6%的淡水资源，养活近20%的人口，粮食安全一直是我国面临的重大挑战。科学家们早已在思考：能否实现粮食生产环节中，淀粉生产范式的改变？图片为解决这一难题，中科院天津工业生物技术研究所研究人员从头设计了11步主反应的非自然二氧化碳固定与人工合成淀粉新途径，在实验室中首次实现了从二氧化碳到淀粉分子的全合成。研究团队采用了一种类似“搭积木”的方式，联合中科院大连化学物理研究所，利用化学催化剂将高浓度二氧化碳在高密度氢能作用下还原成碳一（C1）化合物，然后通过设计构建碳一聚合新酶，依据化学聚糖反应原理将碳一化合物聚合成碳三（C3）化合物，最后通过生物途径优化，将碳三化合物又聚合成碳六（C6）化合物，再进一步合成直链和支链淀粉（Cn化合物）。 “这一人工途径的淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍，向设计自然、超越自然目标的实现迈进了一大步，为创建新功能的生物系统提供了新的科学基础。”论文第一作者、中科院天津工业生物技术研究所副研究员蔡韬说。图片论文第一作者、中科院天津工业生物技术研究所副研究员蔡韬在充足能量供给的条件下，按照目前的技术参数推算，理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于我国5亩土地玉米种植的平均年产量。这一成果使淀粉生产的传统农业种植模式向工业车间生产模式转变成为可能，并为二氧化碳原料合成复杂分子开辟了新的技术路线。马延和表示，该成果为从二氧化碳到淀粉生产的工业车间制造打开了一扇窗，如果未来该系统过程成本能够降低到与农业种植相比具有经济可行性，将会节约90%以上的耕地和淡水资源，避免农药、化肥等对环境的负面影响，提高人类粮食安全水平，促进碳中和的生物经济发展，推动形成可持续的生物基社会。
a*******g 发帖数: 3500	4 我看了看貌似是酶工程的意义比较大主要是定向进化选择了更高催化效应的酶完成甲醛到c3这步。这应该就是本文最大的科学意义? 定向进化好像是几年前的nobel奖吧

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