近年来，利用二氧化碳（CO₂）作为原料进行有机分子合成成为应对气候变化和资源短缺的重要研究方向。最新研究显示，科学家开发出一种创新的化学酶平台，能够高效、立体选择性地将二氧化碳转化为复杂的糖类分子，为碳资源的绿色合成提供了新的解决方案。

该研究由中国科学院天津工业生物技术研究所的科研团队于2023年8月16日在《Science Bulletin》在线发表。研究提出了一条多功能的化学酶反应路径，基于醛醇缩合、异构化和不对称CO₂与H₂的组装反应，成功实现了二氧化碳向六碳糖（如葡萄糖、阿洛酮糖）以及其他多糖前体的合成，具有完美的立体控制和极低的ATP消耗。

研究团队开发的路径显著提高了碳转化效率，转化率达63 mmol L^-1，二氧化碳转化效率达25 mmol L^-1·h^-1，优于传统的“CO₂-生物资源-糖”工艺。该平台不仅可以高效合成多种糖类，还能扩展到其他高阶糖的合成，为未来实现二氧化碳的工业化绿色转化提供了技术基础。

图示：

二氧化碳转化为碳水化合物不仅有助于缓解气候变化，还能解决土地退化、生态系统退化等带来的资源短缺问题。碳水化合物作为生命体的基础能源和功能分子，在食品、医药等行业具有广泛应用。传统制造途径受限于光合作用效率，而新平台的出现为实现碳资源的高效利用提供了可能。

研究中，科学家们设计了一个“人工CO₂到糖”的路径（ACSP），通过四个步骤实现碳的对映选择性转化：首先将二氧化碳热化学还原为甲醇，然后通过酶促醛醇缩合形成特定立体构型的糖前体，接着进行异构化以获得目标糖的手性中心，最后去磷酸化生成纯净的糖分子。这一过程在热力学上具有自驱动力，确保反应的高效进行。

此外，研究还利用酶数据库和结构工程技术，成功合成了D-葡萄糖、D-甘露糖、D-阿洛酮糖和D-塔格糖等多种六碳和五碳糖，展现了平台在结构多样性和立体选择性上的优越性，为未来从二氧化碳合成多样化糖类提供了技术基础。

该研究的突破不仅为基础科学提供了新思路，也为工业应用中的碳资源利用和绿色制造开辟了新途径，具有重要的科学和应用价值。