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星天地娱乐城官网 天津工业生物技术研究所研究团队提出一种全新的人工固碳途径——LATCH。LATCH包含10个完全已知的酶促步骤，每次循环可将两分子HCO₃⁻转化为一分子乙酰辅酶A，所需能量形式仅为三磷酸腺苷和还原型辅酶Ⅱ。动力学和热力学建模分析显示，其为线性自催化循环结构，无动力学陷阱或热力学障碍，具有高度可行性和持续开发价值，可为光合微生物、植物及工程化细胞工厂等体系的效率提升提供思路。在亲本模块选择上，科研团队参考了围绕丝氨酸循环研究，设计了改良版本的丝氨酸循环，简化了途径结构，绕开羟基丙酮酸参与的低效环节，实现了途径在异源宿主大肠杆菌中的功能发挥。同时，该团队还将丝氨酸循环中氨基酸脱氨和转氨步骤替换为脱羧过程，形成摆脱甲酸依赖的MCG循环，其可将卡尔文循环和糖酵解等过程产生的甘油酸3-磷酸进一步以负碳模式转化为乙酰辅酶A。研究还参考了关于回收Rubisco副产物乙醇酸-2磷酸开发的系列光呼吸旁路观点，其中TaCo模块因包含人工羧化反应，理论最大得率达150%。本研究发现通过引入乙醛酸还原酶这一关键步骤，来发挥“分子门闩”作用，可实现天然丝氨酸循环与人工羧化模块TaCo的重组，并产生功能质变——由依赖有机底物的两类亲本模块，转化为完全的固碳循环。基于模块整合形成的LATCH循环，从动力学分析表明，该途径为线性自催化循环，理论上可避免动力学陷阱的同时，免去对复杂调控关系的建立需求。同时，途径中有8个步骤均可得到三磷酸腺苷、还原力或高能底物的热力学助力，其余两个裂解酶催化过程同样不构成热力学瓶颈。上述计量学、动力学和热力学层面的内在优势，为LATCH的持续开发与应用拓展奠定了基础。相关研究成果发表在《绿碳》（Green Carbon）上。研究工作得到国家自然科学基金青年项目、星天地娱乐城官网 战略性先导科技专项等的支持。途径评估模型文件论文链接新型人工固碳途径LATCH循环