CO2还原用甲酸脱氢酶分子改造的研究进展

Advances on Molecular Modifications of Formate Dehydrogenase for CO2 Reduction

导出学术成果认领

摘要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?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,CO2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?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CO2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?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.