他们让二氧化碳17小时后变成糖(2)
每一次实验,每一种催化剂,都寄托着团队的希望。不过,糖分子迟迟没有出现在实验的试管中。偶尔糖分子“昙花一现”,但过低的转化率让团队颇感失望。
发现“此路不通”,功能糖团队并没有灰心,困境反而激发了他们的斗志。通过与天津工业生物所二氧化碳合成淀粉团队成员沟通讨论,功能糖团队成员决定利用工程化设计改造天然催化剂。
“将二氧化碳转化为葡萄糖,需要1个化学催化剂和7个酶元件。改造催化剂之外,我们还需要对7个酶元件进行工程化设计。”杨建刚说,团队成员共筛选出100多个酶元件,从上千种组合适配的测试中,他们找出了“最棒的7个”。
每天,他们都会对实验结果进行反复讨论,找到突破点,而后进行改进,再进行下一次实验。
在经过一年半的时间、百余次的尝试后,他们终于从上千个催化剂与组合中找到了最佳“候选者”。利用这些催化剂,二氧化碳合成糖的效率达到0.67克每升每小时,比其他已知技术路线提高10倍以上。葡萄糖的碳固定合成效率达到每毫克催化剂每分钟59.8纳摩尔碳,达到目前已知国内外人工制糖的最高水平。
让科研人员无后顾之忧
在人工淀粉合成和人工己糖合成研发过程中,人才起到了巨大的推动作用。
一般而言,科研人员每三年考核一次,其间如果没有成果问世、没有论文产出,可能会影响晋升。不过,作为中国科学院与天津市共建的研究机构,天津工业生物所从建设之初就明确:不唯论文论英雄。
“我们在考核中更看重科研人员解决实际问题的能力。”马延和说,“我们这样做,一方面得益于天津市给予我们的经费保障和经费使用自由;另一方面,我们知道所里科研人员做的是具有开创性的基础研究,只有用时间和耐心才能‘浇灌’出真正有价值的成果。”
“没有后顾之忧,我们可以全身心地投入到科研中。”杨建刚表示,这种全方位的支持对青年科研人员来说尤为可贵,可以激发他们的潜能。
合成“大战”告捷,但功能糖团队却不敢松懈,依旧在实验室里忙碌。“此次团队不仅实现了从二氧化碳到糖的精准全合成,还成功构建了人工生物系统,初步探索出一种灵活的、可拓展的糖制造模式。”孙媛霞介绍。
“利用该模式所获得的糖可作为原料应用于食品、医药等领域。合成的葡萄糖等还可以作为工业生物制造关键原材料合成其他化学品,从而为负碳物质合成提供原料供给。”杨建刚表示,功能糖团队正在继续优化这个模式,争取早日将成果推向产业化。
(责编:王震、陈键)
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