从头开始构筑人工光合成细胞有助于理解叶绿素的工作原理，如何在人工细胞内通过光合成细胞器进行固碳是个巨大的挑战。有鉴于此，哈尔滨工业大学韩晓军教授、Xiangxiang Zhang、Shubin Li、Chao Li等报道纯化了ATP合成酶和光合成系统II（PS II），并且将其重新组装到磷脂膜，构筑光合细胞器。

本文要点：

（1）

通过与藻蓝蛋白（phycocyanin）集成，增强光吸收能力，因此合成ATP的产量增加了2.51倍。通过异柠檬酸脱氢酶IDH（isocitrate dehydrogenase）、顺乌头酸酶ACO（aconitase）、ATP柠檬酸裂解酶ACL（ATP citrate lyase）等酶构筑酶串联催化体系，建立了将α-氧戊二酸转化为乙酰辅酶A和草酰乙酸的催化体系。

（2）

光合成细胞器、藻蓝蛋白、固碳路径结合形成巨大的单层囊泡，因此构筑得到人工光合成细胞，这种构筑的人工光合成细胞能够在光照下在人工细胞内部，将α-氧戊二酸转化为乙酰辅酶A（acetyl-CoA）和草酰乙酸（oxaloacetate）。乙酰辅酶A和草酰乙酸是细胞代谢过程中合成叶绿素和脂肪酸的最重要中间产物。

这项研究结果展示了一种高效率利用光能量制备ATP和固定CO₂的路线，这项工作为构筑自动化的人工细胞以及构筑复杂代谢网络提供帮助。

参考文献

Weichen Wang, Jingjing Zhao, Boyu Yang, Chao Li, Yongshuo Ren, Shubin Li, Xiangxiang Zhang, Xiaojun Han, Light-Driven Carbon Fixation Using Photosynthetic Organelles in Artificial Photosynthetic Cells, Angew. Chem. Int. Ed. 2025

DOI: 10.1002/anie.202421827

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202421827