期刊：Frontiers of Chemical Science and Engineering

作者：Ruishuang Sun, Chenqi Cao, Qingyun Wang, Hui Cao, Ulrich Schwaneberg, Yu Ji, Luo Liu, Haijun Xu

發(fā)表時間： 15 Jun 2024

DOI：10.1007/s11705-024-2431-3

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固定二氧化碳為緩解溫室氣體問題提供了一種潛在的解決方案。在固定二氧化碳的過程中，一碳化合物（C1）的還原需要大量的能量供應。熱力學分析表明，輔酶再生過程的能量對于高效的酶促一碳還原反應起著至關重要的作用。氫化酶利用可再生的氫氣可以實現(xiàn)還原型輔酶I（NADH）的再生，為還原反應提供動力，降低反應的熱力學勢壘，使正向還原在熱力學層面可行?；跉浠笇ADH的再生作用，結(jié)合甲醛脫氫酶和甲醛縮合酶，本研究設計并構(gòu)建了將甲酸鹽還原為二羥基丙酮（DHA）的一碳還原途徑的熱力學模型。研究結(jié)果顯示，反應2小時后，DHA累積量達到373.19μmol?L^–1，轉(zhuǎn)化率為7.47%。上述結(jié)果表明，利用酶促作用以氫氣作為電子供體實現(xiàn)NADH的再生，具有經(jīng)濟效益高、無副產(chǎn)物、操作方便和環(huán)境友好等優(yōu)點，對生物制造的可持續(xù)綠色發(fā)展具有重要意義。此外，甲醛縮合酶能高效且選擇性地將中間產(chǎn)物甲醛（FALD）轉(zhuǎn)化為DHA，從熱力學上推動了甲酸鹽向DHA的高效轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)了將低品位可再生能源轉(zhuǎn)化并儲存為高能量密度的化學能。

引用格式

Ruishuang Sun, Chenqi Cao, Qingyun Wang, Hui Cao, Ulrich Schwaneberg, Yu Ji, Luo Liu, Haijun Xu. Enzymatic C1 reduction using hydrogen in cofactor regeneration. Front. Chem. Sci. Eng., 2024, 18(7): 75

https://doi.org/10.1007/s11705-024-2431-3

作者和單位

孫睿雙（第一作者）、劉珞（通訊作者）、許海軍（通訊作者）：北京化工大學

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