光驱动二氧化碳转化系统的构建、优化与应用

作者：干雅梅; 郭亮; 高聪; 宋伟; 吴静; 刘立明; 陈修来^*

来源：生物工程学报, 2023, 39(06): 2390-2409.

DOI：10.13345/j.cjb.221008

• 酶杂合系统
• 生物杂合系统
• CO_2固定
• 能量再生
• 还原力再生

利用光能驱动二氧化碳(carbon dioxide, CO2)还原生产化学品对于缓解环境压力、解决能源危机具有重要意义。光捕获、光电转化和CO2固定等作为影响光合作用效率的关键因素，同时也制约着CO2的资源化利用效率。为了解决上述问题，本文从生物化学与代谢工程相结合的角度，系统总结了光驱动杂合系统的构建、优化与应用，并从酶杂合系统、生物杂合系统以及杂合系统应用3个方面分析了光驱动CO2还原合成化学品的最新研究进展。在酶杂合系统方面，采用的策略主要有提升酶催化活性、增强酶稳定性等；在生物杂合系统方面，采用的方法主要包括增强生物捕光能力、优化还原力供应以及改善能量再生等；在杂合系统应用方面，主要阐述了光驱动CO2还原生产一碳含能化合物、生物燃料以及生物食品等。最后，从纳米材料(包括有机材料和无机材料)和生物催化剂(包括酶和微生物)两个方面，展望了人工光合系统的进一步发展方向。

• 单位
  食品科学与技术国家重点实验室; 江南大学