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题名CO_(2)还原用甲酸脱氢酶分子改造的研究进展
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作者
陆峰
黄玉红
林燕娜
马富强
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机构
中国科学院苏州生物医学工程技术研究所、中国科学院生物医学检验技术重点实验室、医药酶工程研究中心
中国科学院过程工程研究所、离子液体清洁过程北京市重点实验室
威海先进医用材料与高端医疗器械山东省实验室
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出处
《生物技术通报》
北大核心
2025年第3期14-24,共11页
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基金
国家重点研发计划(2021YFC2104200)
江苏省自然科学基金青年基金项目(BK20240408)
+3 种基金
中国博士后科学基金面上资助项目(2024M762324)
江苏省卓越博士后计划资助项目(2024ZB492)
中国科学院青年创新促进会(2022327)
山东省实验室项目(SYS202209)。
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文摘
随着全球对可持续能源转型和温室气体减排的迫切需求,CO_(2)的高效绿色转化成为能源、环境科学以及化学工程等多个领域的研究热点。特别是在应对气候变化的背景下,CO_(2)的捕集和利用被视为实现碳中和的重要途径之一。甲酸脱氢酶(FDH)作为将CO_(2)还原为甲酸盐的重要生物催化剂,在绿色化学和生物能源转化中展现出巨大的应用潜力,然而其催化活性、热稳定性和辅酶特异性等方面仍存在一定局限性。近年来,随着蛋白质工程技术和分子生物学的不断发展,研究者们提出了多种改造FDH性能的策略,使得FDH的应用前景得到极大提升。例如通过定向突变、结构优化等酶工程手段提高酶的底物亲和力,增强酶的刚性和构象稳定性以及改变辅酶结合位点,拓宽其在绿色转化过程中的应用前景。本文将对近年来FDH催化CO_(2)还原的研究进展进行全面总结,着重分析FDH在催化效率、热稳定性、辅酶特异性等方面的改进措施,探讨分子改造过程中所采取的具体策略,并总结这些策略的规律,以期为未来FDH的分子改造提供新的思路和方法,推动其在CO_(2)还原反应中的应用发展。此外,随着人工智能、机器学习和基因编辑等技术的发展,未来FDH的分子改造将更加高效和精确,这些新兴技术有望在较短的时间内筛选出具有优异性能的FDH突变体,为其在解决全球气候变化和能源危机方面提供可行的绿色解决方案。
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关键词
CO_(2)还原
甲酸脱氢酶
分子改造
催化效率
热稳定性
辅因子特异性
甲酸盐
NAD+/NADH
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Keywords
CO_(2)reduction
formate dehydrogenase
molecular modification
catalytic efficiency
thermal stability
cofactor specificity
formate
NAD⁺/NADH
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分类号
X701
[环境科学与工程—环境工程]
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