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我國在一碳生物合成領(lǐng)域取得重大突破性進展:全球首次實現(xiàn)從一氧化碳到蛋白質(zhì)的合成
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所10月30日宣布,我國在一碳生物合成領(lǐng)域取得重大突破性進展:全球首次實現(xiàn)從一氧化碳到蛋白質(zhì)的合成,并已形成萬噸級工業(yè)產(chǎn)能。這一舉突破了天然蛋白質(zhì)植物合成的時空限制,為彌補我國農(nóng)業(yè)最大短板——飼用蛋白對外依存度過高提供了國之利器,同時對促進國家“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)深具意義。
(圖片由中國農(nóng)科院飼料所提供)
項目首席科學(xué)家、中國農(nóng)科院飼料所研究員薛敏博士介紹,蛋白質(zhì)的天然合成通常要在植物或植物體內(nèi)具有固氮功能的特定微生物體內(nèi),由自然光合作用形成碳水化合物的糖類,再經(jīng)過三羧酸循環(huán)途徑多個復(fù)雜的生物轉(zhuǎn)換與酶促反應(yīng),形成蛋白質(zhì)合成需要的氨基酸,進而合成為蛋白質(zhì)。其中涉及復(fù)雜的遺傳表達、生化合成、生理調(diào)控等生命過程,反應(yīng)緩慢、物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化效率較低,最終積累的蛋白質(zhì)含量低。
她強調(diào),在人工條件下,利用天然存在的一氧化碳和氮源(氨)大規(guī)模生物合成蛋白質(zhì),則不受此限,故長期以來被國際學(xué)術(shù)界認(rèn)為是影響人類文明發(fā)展和對生命現(xiàn)象認(rèn)知的革命性前沿科學(xué)技術(shù)。
中國農(nóng)科院飼料所與北京首朗生物技術(shù)有限公司經(jīng)多年聯(lián)合攻關(guān),突破了乙醇梭菌蛋白核心關(guān)鍵技術(shù),大幅度提高反應(yīng)速度(22秒合成),創(chuàng)造了工業(yè)化條件下一步生物合成蛋白質(zhì)收率最高85%的世界紀(jì)錄。
該項研究以含一氧化碳、二氧化碳的工業(yè)尾氣和氨水為主要原料,“無中生有”制造新型飼料蛋白資源乙醇梭菌蛋白,將無機的氮和碳轉(zhuǎn)化為有機的氮和碳,實現(xiàn)了從0 到1的自主創(chuàng)新,具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。
以工業(yè)化生產(chǎn)1000萬噸乙醇梭菌蛋白(蛋白含量83%)計,相當(dāng)于2800萬噸進口大豆(蛋白含量30%)當(dāng)量,“不與人爭糧、不與糧爭地”,開辟了一條低成本非傳統(tǒng)動植物資源生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)飼料蛋白質(zhì)的新途徑,可減排二氧化碳2.5億噸,節(jié)省耕地10億畝(以平均畝產(chǎn)大豆300斤計)。
繼二氧化碳合成淀粉之后,我國首次實現(xiàn)從一氧化碳到蛋白質(zhì)的合成并形成萬噸級工業(yè)產(chǎn)能。
新聞中的北京首朗生物科技有限公司是北京首鋼朗澤新能源科技有限公司旗下的,其乙醇梭菌蛋白產(chǎn)品注冊商標(biāo)為“富漁樂”,已獲得農(nóng)業(yè)農(nóng)村部頒發(fā)的我國首張飼料原料新產(chǎn)品證書。這事不是一下完成的,已經(jīng)研發(fā) 6 年左右。