在長期的生命演變進(jìn)程中，微生物進(jìn)化出了一系列代謝途徑，包括可用于CO2固定的開爾文循環(huán)，可用于青蒿素合成的甲羥戊酸代謝途徑等。利用這種自然進(jìn)化出來的具有高特異性的微生物合成代謝途徑，有望實(shí)現(xiàn)CO2固定的同時生產(chǎn)具有高附加值的精細(xì)化學(xué)品，引起了廣大研究者的興趣。微生物代謝過程需要消耗足夠多的還原型輔酶NAD(P)H和能量物質(zhì)三磷酸腺苷ATP。然而，微生物代謝以生存為目的，代謝過程所產(chǎn)生的NAD(P)H和ATP有限，限制了其固定CO2以及合成高附加值精細(xì)化學(xué)品的效率。 近日，受到自然界光合作用驅(qū)動NAD(P)H和ATP合成的啟發(fā)，武漢大學(xué)袁荃/余鋰鐳教授團(tuán)隊(duì)合作開發(fā)了一種可供應(yīng)微生物體系NAD(P)H和ATP的光驅(qū)動仿生系統(tǒng)。該仿生系統(tǒng)包括光生電子模塊、無機(jī)-生物界面電子傳遞通道模塊以及質(zhì)子梯度模塊，通過三個模塊的協(xié)同作用為微生物合成代謝的關(guān)鍵還原物質(zhì)NAD(P)H和能量物質(zhì)ATP的合成提供驅(qū)動力，最終提高微生物CO2固定效率以及生物合成高附加值化學(xué)品的效率（圖1）。
圖1 光驅(qū)動仿生系統(tǒng)助力微生物細(xì)胞工廠合成精細(xì)化學(xué)品示意圖 該研究所設(shè)計(jì)的仿生光學(xué)系統(tǒng)有望為還原性物質(zhì)NAD(P)H和能量物質(zhì)ATP的再生提供新的思路，為CO2固定和生物制造技術(shù)發(fā)展提供新的技術(shù)支撐。 論文信息 A photosynthesis-derived bionic system for sustainable biosynthesis Na Chen, Ruichen Shen, Tianpei He, Jing Xi, Rui Zhao, Na Du, Yangbing Yang, Lilei Yu, Quan Yuan 武漢大學(xué)陳娜博士，湖南大學(xué)沈瑞晨博士研究生以及武漢大學(xué)賀天培博士研究生為該論文的共同第一作者。武漢大學(xué)袁荃教授和余鋰鐳教授為該論文的通訊作者。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202414981
