“甘氨酸”实现生物电催化二氧化碳加氨合成甘氨酸

今天，很高兴为大家分享来自中国科学报的实现生物电催化二氧化碳加氨合成甘氨酸，如果您对实现生物电催化二氧化碳加氨合成甘氨酸感兴趣，请往下看。

生物电催化二氧化碳加氨合成甘氨酸示意图。

本报讯（记者张晴丹）近日，中科院天津工业生物技术研究所（以下简称天津工业生物所）体外合成生物学中心与来自中科院微生物研究所和山东大学的研究团队合作，在还原甘氨酸途径的启发下，构建了电能驱动的体外多酶催化系统，克服了热力学障碍，首次实现了一锅法生物电催化二氧化碳加氨合成甘氨酸。相关论文发表于《德国应用化学》。

甘氨酸为化学合成，原料具有毒性或腐蚀性，开发绿色安全的新合成路线具有重要意义。利用化学电催化将二氧化碳和氨合成氨基酸一直是研究人员的探索方向，但化学催化剂在转化二氧化碳方面选择性欠佳，难以高效合成多碳和含氮分子。

研究团队首先对二氧化碳还原到甲酸、基于四氢叶酸的甲酸转化、基于甘氨酸裂解系统的甘氨酸合成以及辅酶再生4个模块分别进行了构建和验证。通过挖掘双功能酶、优化反应条件、提高多酶间和酶与辅酶间的相互适配性等，进一步解决了辅酶需求不匹配、固碳与氨素利用难以协同等问题，将甘氨酸产量提升至0.81 mM，最高合成速度达8.69 mg/L/h，最大法拉第效率达96.8%。

此外，同位素标记结果证实，甘氨酸中的碳原子和氮原子均来自二氧化碳和氨。经估算，该系统的最大理论能量效率达50.3%~83.6%。该研究展示了一条利用生物电催化系统将二氧化碳加氨合成甘氨酸的新路线，也为以二氧化碳为原料合成更多含氮高值化学品提供了新思路。

相关论文信息：https://doi.org/10.1002/anie.202218387

好了，关于实现生物电催化二氧化碳加氨合成甘氨酸就讲到这。