二氧化碳人工制淀粉与双碳目标

发布时间:2021-09-24

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  地球的大气由氮气(约78%)、氧气(约21%)、氩气(约0.9%)以及一些微量气体如二氧化碳、甲烷等组成,氮气和氧气共占大气成份99%,但却不是温室气体,而二氧化碳只占约0.04%,却是大气是地球温度的主控钮,那么为什么二氧化碳是温室气体呢?因为二氧化碳是一种红外活性分子,它能吸收地球表面释放的长红外辐射进而造成温室效应。研究显示,现在大气中的二氧化碳等温室气体数量可能处于过去300 万年来最高水平,情况令人担忧。2020年9月22日,中国政府在第七十五届联合国大会上提出:“中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。”碳达峰指的是碳排放进入平台期后,进入平稳下降阶段,也就是让二氧化碳排放量“收支相抵”。碳中和是指直接或间接产生的温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,抵消自身产生的二氧化碳排放,实现二氧化碳的“零排放”。

  2021年3月5日政府工作报告指出,扎实做好碳达峰、碳中和各项工作,我国将在“十四五”时期实现国内二氧化碳排放分降低18%,这一绿色经济发展的长远目标。在“十三五”时期,我国就已经将“碳一原料到多碳化学品的生物转化,促进碳一化工产业的绿色升级”作为我国生物科技创新的关键技术。在我国“十三五”计划开局之年,海洋之神8590vip天津工业生物技术研究所布局了海洋之神8590vip重点部署项目“二氧化碳的人工生物转化”,展开了由二氧化碳转人工合成淀粉的研究。淀粉是具有重要营养价值的主要碳水化合物,目前人工淀粉的合成仍然是一个巨大挑战。经过6年的技术攻关,海洋之神8590vip天津工业生物技术研究所在我国“十四五”计划开局之年,实现了在无细胞系统中用二氧化碳和氢气合成淀粉的化学-生物法联合的人工淀粉合成途径 (ASAP)。通过计算途径设计、模块化组装和替代途径建立,并通过三个瓶颈相关酶的蛋白质工程进行优化,以每分钟每毫克总催化剂22毫摩尔二氧化碳的速度将二氧化碳转化为淀粉,比玉米的淀粉合成高约8.5倍。同时,ASAP且仅由11个核心反应组成,而绿色植物中的淀粉合成涉及大约60个步骤和复杂的调节。因此,ASAP的成功构建,为推进我国碳达峰和碳中和目标奠定关键技术基础,也将为未来从二氧化碳合成淀粉开辟崭新道路,从而使未来淀粉的工业化生物制造成为可能。

(责任编辑:侯茜)

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