《產業》助攻碳平衡 中研院發現增加生物固碳新法


《產業》助攻碳平衡 中研院發現增加生物固碳新法

植物及藍綠菌控制固碳作用的機制雖已廣被探究,但在藍綠菌中卻有一種酵素「磷酸乙酮(酉每)」(phosphoketolase),其生理功能仍是未解之謎。團隊首先發現,此生物分子是藍綠菌固碳循環中的煞車裝置之一,在快速變化的光影環境中,能隨着細胞內能量(ATP)高低,在幾秒內以代謝調控方式阻斷固碳反應,避免對細胞做無益的固碳反應,減少能量消耗。

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提升60%固碳速率,可發展快速生產蔗糖的技術。研究團隊進一步發現,若將此煞車分子移除,藍綠菌的固碳速率,竟可增加60%。廖俊智解釋,對藍綠菌而言,或許是無謂固碳,對細胞本身運作循環影響不大,但對整個地球而言,卻是可幫助碳平衡的契機。 團隊還意外發現,藍綠菌可將增加的二氧化碳吸收量轉化成蔗糖並排出胞外,這項發現將來可做爲發展快速生產蔗糖技術的基礎。

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爲了解此作用機制,團隊以冷凍電子顯微鏡分解煞車分子的結構,並找出其如何以胞內能量(ATP)調控其煞車力道的機制。因煞車是藉着ATP從酵素解離,可以在幾十毫秒發生。蔡明道表示,原本以爲此分子是利用已知的ATP結合位點進行調控,沒想到竟然發現一個全新的結合方式,此新結合域在自然界多種生物中存在,可見其重要性。

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廖俊智指出,此項成果爲目標導向與好奇導向研究的相互激盪,也縮短了基礎研究與實際應用的距離,更爲解決碳平衡問題提供新契機。

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