科技日報天津11月23日電(記者 陳曦)記者23日從中國科學院天津工業(yè)生物技術研究所獲悉，該所體外合成生物學中心、低碳合成工程生物學全國重點實驗室張以恒研究員團隊，在纖維素制淀粉領域取得重要進展。研究團隊通過對合成技術路徑進行重構，實現(xiàn)了纖維素全碳素利用合成淀粉。相關研究成果近日發(fā)表在《國家科學評論》期刊上。

　　近年來，通過“纖維素部分水解—纖維二糖磷解—葡萄糖聚合淀粉”的多酶級聯(lián)策略，體外生物轉(zhuǎn)化技術已能實現(xiàn)纖維素向淀粉的部分轉(zhuǎn)化。但受限于合成路線，理論產(chǎn)率只有50%，且需依賴微生物發(fā)酵輔助，實際產(chǎn)率更低，難以滿足工業(yè)化需求。

　　“我們重構了能量循環(huán)新路徑，通過創(chuàng)新設計葡萄糖回收與活化再利用機制，成功將理論淀粉得率從50%提升至100%，從根本上解決了碳損耗問題�！睆堃院憬榻B，同時，團隊對酶元件穩(wěn)定性進行了革新，從特殊環(huán)境中系統(tǒng)挖掘并篩選出一系列具有優(yōu)異熱穩(wěn)定性的新型酶元件，將整體反應溫度提升至50℃，不僅顯著增強了酶活性與反應速率，還大幅降低了單位產(chǎn)出的酶用量，為工業(yè)化放大奠定了堅實基礎。團隊還優(yōu)化了系統(tǒng)集成，通過對反應體系中各因素的協(xié)同優(yōu)化，最終將纖維素到淀粉的真實轉(zhuǎn)化率提升至93.3%。

　　值得一提的是，此項技術產(chǎn)出的淀粉為純直鏈淀粉，聚合度高度可控，分子量分布(分散度)極窄，結(jié)構均一性優(yōu)于天然提取的淀粉，在食品、醫(yī)藥和材料領域展現(xiàn)出獨特應用潛力。目前其已成功應用于手性分離填料，高效分離沙利度胺等手性藥物分子，突破了手性填料領域的技術瓶頸。