近期，國際著名學術期刊《Angewandte Chemie International Edition》(Angew. Chem. Int. Ed.)以封面文章形式發表了EON体育4微生物代謝國家重點實驗室許平教授團隊在微生物光合作用研究方面的最新進展“Remodeling of the photosynthetic chain promotes direct CO₂ conversion into valuable aromatic compounds”。這是許平教授團隊在利用藍藻光合生產C3平臺化合物（Green Chemistry, 2015, 17, 3100–3110）和天然產物（Green Chemistry, 2016, 18, 3537–3548）之後，在利用溫室氣體二氧化碳生產化學品研究方面的又一重要突破😩。

圖1 Angew. Chem. Int. Ed. 雜誌封面

光合效率對於食品安全🚨、能源供給和氣候變化至關重要👩‍🦼。盡管在光合微生物藍藻中的一些人工代謝陷阱可以改善光合作用，但是這些代謝陷阱對於光合電子傳遞鏈的影響方式還未被闡明🧑🏽‍🎓。同時🥁，藍藻中包括莽草酸途徑在內的一些低流量途徑的可塑性還未進行研究⏮。這個工作選擇苯乙醇作為目標產物，該物質是一種重要的玫瑰香味香料和理想的助燃劑。通過在藍藻中引入苯乙醇合成途徑和人工解反饋抑製模塊👩🏿‍🍳，31.5%的光合固定碳被重定向至莽草酸途徑🌶，用於苯乙醇和芳香氨基酸的合成💇🏼‍♀️。在這個過程中🥁，基因工程藍藻的氧氣釋放和碳固定效率分別提高了29.9%和68.7%。轉錄組的研究發現，藍藻的碳吸收和固定途徑被上調，同時電子傳遞鏈上的不同組分發生了較大變化，從而揭示出電子傳遞鏈的重構機製🧑🏽‍🍳。這種電子鏈的重構使得光能補獲和電子傳遞效率得以提高🤾‍♂️，同時避免了能量的耗散😲。這個研究不僅為芳香化合物的生產提供了新的技術，更為重要的是，這對於光合電子鏈的可塑性提出了新的認知，為提高植物光合效率和人工光合自養體系設計提供了指導。

圖2 左：苯乙醇人工合成途徑示意圖；右：碳代謝和光合電子鏈的可塑性

博士後倪俊，博士生劉洪玉和副研究員陶飛為論文的共同第一作者🙍🏿。該項研究工作得到上海市青年科技英才揚帆計劃、中國博士科學基金特別資助和國家自然科學基金等項目的資助。

論文鏈接🖋：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201812727