第415章 人工合成淀粉工业量产技术突破(5/6)
画示意图,「而我们开创的这条人工合成路径,只需要11步,能够像工业发酵生产啤酒一样,生产淀粉。」
「但这11步,并不是简单地把自然界的60多步删减得来的吧?」陆安如是道,他其实是知道其中的细节,甚至理解得比对方还要深刻。
「您说对了。」马阳河点点头说:「我们是重新设计出了一条路。」
紧接著,他详细解释道:「首先,我们从很多种生物的生物化学反应中,通过计算机模拟,计算出了一条理论上的极简路径。但是,这条路径只是计算出来的,实际操作中,各个步骤之间不太兼容。」
「比如,所需要的反应条件不一样,有的需要高温,有的需要低温:有的需要酸性环境,有的需要碱性。」
「然后,我们通过模块化思维,选择不同的反应过程,反复试验,才摸索出了这条11步的反应路径。再然后,又通过蛋白质工程改造手段和反应时空分离技术,提高反应效率和速度。」
他放下笔看向陆安:「这项研究设计、组装出一种自然界不存在的合成代谢途径,并使其工作效率大幅高于自然生物过程。可以说,跨越了自然途径数亿年的进化。」
陆安听著,不时点头。
马阳河团队2021年宣布成果时,相关的论文和报导他就研读过。
「简单来说,这项技术可以分为四个模块。」马阳河继续在白板上画著,「第一步,把二氧化碳用无机催化剂还原为甲醇;第二步,将还原的甲醇转换成为三碳化合物;第三步,将三碳合成六碳;最后,将六碳聚合成为淀粉。」
「尽管每个模块的原料和产物都是确定的,但反应过程却有很多种可能。我们利用搭积木」的思路,对每一步进行尝试,最终寻找到了四个模块最佳的组合方式。」
他指著白板上复杂的反应路径图。
「在解决了热力学不匹配、动力学陷阱等问题后,我们对各模块进行不断地测试、组装与调整,成功创建了1.0版途径,实现了人工淀粉的实验室合成。」
「这条途径,包含了来自动物、植物、微生物等31个不同物种的62个生物酶催化剂。」
陆安旋即搭话说:「62种酶?这个数量,工业化生产的话,成本是个大问题吧?」
「您说到点子上了。」马阳河点点头,并介绍道:「所以我们采用蛋白质工程改造手段,对1.0版途径中的三个关键限速步骤进行了改造,解决了途径中



