從頭開始構筑人工光合成細胞有助于理解葉綠素的工作原理，如何在人工細胞內通過光合成細胞器進行固碳是個巨大的挑戰。有鑒于此，哈爾濱工業大學韓曉軍教授、Xiangxiang Zhang、Shubin Li、Chao Li等報道純化了ATP合成酶和光合成系統II（PS II），并且將其重新組裝到磷脂膜，構筑光合細胞器。
本文要點：
（1）
通過與藻藍蛋白（phycocyanin）集成，增強光吸收能力，因此合成ATP的產量增加了2.51倍。通過異檸檬酸脫氫酶IDH（isocitrate dehydrogenase）、順烏頭酸酶ACO（aconitase）、ATP檸檬酸裂解酶ACL（ATP citrate lyase）等酶構筑酶串聯催化體系，建立了將α-氧戊二酸轉化為乙酰輔酶A和草酰乙酸的催化體系。
（2）
光合成細胞器、藻藍蛋白、固碳路徑結合形成巨大的單層囊泡，因此構筑得到人工光合成細胞，這種構筑的人工光合成細胞能夠在光照下在人工細胞內部，將α-氧戊二酸轉化為乙酰輔酶A（acetyl-CoA）和草酰乙酸（oxaloacetate）。乙酰輔酶A和草酰乙酸是細胞代謝過程中合成葉綠素和脂肪酸的最重要中間產物。
這項研究結果展示了一種高效率利用光能量制備ATP和固定CO2的路線，這項工作為構筑自動化的人工細胞以及構筑復雜代謝網絡提供幫助。
參考文獻
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
