论文连结 Science:DOI：10.1126/science.abh4049
针对植物只能利用空气中低浓度二氧化碳（0.04%）、低能量密度的太阳能（10 w/m2）、
生长周期长（3-4个月）、天然淀粉合成途径长（大约60个步骤）、催化效率低（需要关
键酶RuBisco）等关键问题，科研人员耦合化学催化与生物催化技术，充分发挥化学催化
速度快与生物催化可合成覆杂化合物的优势，从头设计和构建了从二氧化碳到淀粉合成只
有11步反应的人工途径(Artificial Starch Anabolic Pathway, ASAP)，在实验室中首次
实现了从二氧化碳到淀粉的全合成。
受天然光合作用的启发，科研人员在太阳能分解水制绿氢的技术上，进一步开发了高效的
化学催化剂，把二氧化碳还原成甲醇等更容易溶于水的一碳化合物（也就是C1），完成了
光能——电能——化学能的转化，该过程的能量转化效率超过10%，远超光合作用的能量
利用效率（2%），也为后续进一步采用生物催化合成淀粉奠定了理论基础。
科研人员在解决了热力学不匹配、动力学陷阱等问题后，对各模块进行不断地测试、组装
与调整，最终成功创建了1.0版途径，实现了人工淀粉的实验室合成，该途径包含了来自
动物、植物、微生物等31不同物种的62个生物酶催化剂。在此基础上，科研人员采用蛋白
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，解决了途径中的限速
酶活性低、辅因子抑制、ATP竞争等难题，得到2.0版途径。在2.0版途径中，生物酶催化
剂的用量减少了近一倍，淀粉的产率提高了13倍。进一步地，与二氧化碳通过化学法还原
生成甲醇的反应偶联，构建出包括一个化学反应单元和一个多酶反应单元的3.0版本，通
过反应时空分离优化，解决了途径中的底物竞争、产物抑制、中间产物毒性等问题，建立
了生化级联反应系统，淀粉的产率又提高了10倍，并可实现直链淀粉与支链淀粉的可控合
成。可以说，该人工系统将植物淀粉合成的羧化-还原-重排-聚合以及需要组织细胞间转
运的覆杂过程简化为还原-转化-聚合反应过程，目前，根据数据推算，使用人工合成方法
，从太阳能到淀粉的能量效率是玉米的3.5倍，淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍
。
按照目前的技术参数推算，在能量供给充足的条件下，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年平均产量，这一成果使淀粉生产的传统农业种植模
式向工业车间生产模式转变成为可能。工业车间制造淀粉一旦成功，与农业种植相比，将
有机会节省超过90%的土地和淡水资源，而且可以消除化肥和农药对环境的负面影响，这
对提高人类粮食安全水平，促进碳中和的生物经济发展具有十分重大的意义。
论文都上Science了 这些说法应该不会是唬烂的
有没有化工高手出来说明一下
感觉这影响非常巨大