二氧化碳人工合成淀粉流程

二氧化碳人工合成淀粉流程
生物界对于糖类的摄取与利用是其运转的重要组成部分，淀粉作为该过程的代表性物质，吸引了科学界的广泛关注。

生物摄取糖类，将其不断分解成各种小分子，这些被分解的物质中，二氧化碳和水居多。

近日，我国中科院科研团队通过“光能－电能－化学能”的能量转变，成功构建了从二氧化碳人工合成淀粉仅需十一步反应的途径！
1.第一步：二氧化碳与氢气在氧化锌-二氧化锆的催化作用下反应生成甲醇。

其中氧化锌-二氧化锆催化剂也是该科研团队在此领域的一大重要研发产物。

2.第二步：甲醇在过氧化氢作用下氧化为甲醛。

前两步的反应非常简单，中学化学知识就已经足够我们理解，而第三步开始就是整个反应的难点与重头戏。

3.第三步；两个甲醛分子在甲醛酶的作用下发生羟醛缩合，生成二羟基丙酮。

在这个过程中，一个甲醛分子A断开一个C-H键，另一个甲醛分子B断开一C=O 键变成C-O键，然后A的碳原子与B的碳原子间形成C-C键，A上游离出的氢原子与B的氧原子间形成O-H键。

同理，在A的另一侧也会发生该反应。

这一步的反应，将一碳化合物转化为了三碳化合物。

4.第四步：二羟基丙酮在二羟基丙酮激酶的催化下与ATP（三磷酸腺苷）发生反应生成磷酸二羟基丙酮。

5.第五步：将磷酸二羟基丙酮转化为它的同分异构体磷酸甘油醛。

这个过程中，磷酸丙糖异构酶将从C端碳上拆下来一个氢原子，最后磷酸丙糖异构酶又会将这个氢原子还给中间的碳原子。

6.第六步：将第五步得到的磷酸甘油醛与第四步得到的磷酸二羟基丙酮进行成环反应得到1,6-二磷酸果糖。

这一步的反应较复杂，继三碳化合物阶段后进入了六碳化合物阶段。

7.第七步：将1,6-二磷酸果糖的1号碳位上的磷酸根换为羟基。

8.第八步：磷酸葡萄糖异构酶将6-磷酸果糖变成了6－磷酸葡萄糖。

目前，第七步反应产物的五元环变成了六元环。

9第九步：在磷酸葡萄糖变位酶的作用下磷酸根从1号碳上转移至6号碳上，与6号碳中羟基的氢原子互换位置。

10.第十步：让第九步的产物在腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶催化下与ATP 反应，使得第九步产物中磷酸根的位置被替换为一个ADP。

在这一位置接一个ADP有何作用？因为只有现在得到的这种含有ADP的分子才能被大家期望已久的酶——淀粉合成酶所利用。

11.第十一步：第十步的产物在淀粉合成酶的作用下反应连接为高分子长链——淀粉。