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德科學家借助人工光合作用高效固碳

作者: 2016年12月08日 來源: 瀏覽量:
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應對氣候變化措施中,減少空氣中溫室氣體含量是重要一項。德國研究人員日前報告說,他們在實驗室中研究出一種人工光合作用方法,可以更快地固定空氣中的二氧化碳。   植物光合作用中的卡爾文循環是一種重要的生物

  應對氣候變化措施中,減少空氣中溫室氣體含量是重要一項。德國研究人員日前報告說,他們在實驗室中研究出一種人工光合作用方法,可以更快地固定空氣中的二氧化碳。

  植物光合作用中的卡爾文循環是一種重要的生物固碳形式,大氣中的二氧化碳進入卡爾文循環轉化成糖,這是減少大氣中二氧化碳含量最便宜且副作用最少的一種方法。光合作用需要不同的酶來催化并相互協調,其中對碳起到關鍵固定作用的酶名為RuBisCO,這種酶的催化速度不但相對較慢,還時常錯把氧氣分子“認成”二氧化碳分子。

  德國馬克斯·普朗克協會研究人員在美國《科學》雜志上報告說,他們發現自然界中存在一種能夠更有效結合固定二氧化碳的酶。這種名為ECR的酶從細菌中提取,幾乎從不“犯錯”,且催化反應速度可達RuBisCo的20倍,但ECR酶無法與光合作用中的其他酶協調作用。

  經過不斷篩選優化,研究人員為ECR酶設計出了一種名為CETCH循環的人工循環過程。該過程有包括ECR酶在內的17種酶參與,在實驗室中固碳的效率較自然界中的光合作用高出20%。

  此外,目前在實驗室發生的CETCH循環中,二氧化碳被吸收后的產物為乙醛酸。研究人員介紹說,他們還可對CETCH循環做出相應調整,使其產物變為生物柴油原材料、抗生素等其他物質。

  研究人員說,上述設想從技術上來說并非不可實現。他們希望進一步了解新陳代謝的生物過程,并由此開發新的技術,更高效地將二氧化碳轉化為人類所需有機化合物。

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