篇一
许多植物将光合作用中的葡萄糖转化为聚合物，形成不溶性淀粉颗粒，非常适合在根和种子中长期储存能量。
淀粉是碳水化合物的一种储存形式，是人类饮食中卡路里的主要来源，也是生物工业的主要原料。
人工合成美食食谱尽管已经做出许多努力来提高植物中淀粉的产量，但光合作用的低效率和淀粉生物合成的复杂性是障碍。
2021 年 9 月 24 日，中国科学院天津工业生物技术研究所马延和团队在Science在线发表题为“Cell-free chemoenzymatic starchsynthesis from carbon dioxide”的研究论文，该研究报告了在无细胞系统中从二氧化碳(CO2)和氢气合成淀粉的化学-生化混合途径。
人工淀粉合成代谢途径(ASAP)由11个核心反应组成，通过计算途径设计起草，通过模块化组装和替代建立，并通过三种瓶颈相关酶的蛋白质工程进行优化。
在具有空间和时间分离的化学酶系统中，ASAP氢气的驱动下以每毫克总催化剂每分钟 22 纳摩尔CO2 的速率将C02 转化为淀粉，比玉米中的淀粉合成速率高约 8.5倍(理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于5亩土地玉米种植的淀粉产量)。
这种方法为未来从 CO2 合成化学-生物杂化淀粉开辟了道路。
篇二
人工合成淀粉--典型的从0到1的原创性成果
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12亿-14亿吨是淀粉。
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，要经对约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。但这远远满足不了现车的需求，传统的粮食生产要消耗38%的十地，70%的淡水脊源和大量的化肥，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，养活全球近20%的人口，粮食安全一直是我国面临的重大挑战。
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