中科大熊宇杰团队，Nature Sustainability！

本文针对传统甘油转化过程中C-C键易断裂、碳链难以增长的问题，提出了一种创新性的光电催化-生物催化中继系统，成功实现了将低值生物质平台分子甘油升级为高附加值C6山梨糖的目标。研究团队构建了WO3-Bi光阳极，通过Bi掺杂引入氧空位并优化电荷分离，在温和条件下将甘油高选择性氧化为C3中间体（甘油醛和二羟基丙酮），总选择性达95.5%。随后，利用定向进化的果糖-6-磷酸醛缩酶突变体，高效催化C3中间体通过羟醛加成反应偶联，实现从C3到C6的关键碳链延伸。在无偏压且模拟太阳光照射下，该系统山梨糖产量达31.66 mmol genzyme-1 h-1，太阳能到化学能转换效率为1.92%。生命周期评估表明，该策略在碳足迹、能耗等方面显著优于传统热催化或电催化路线。本研究不仅攻克了生物质高值化中的关键瓶颈，也为人工光合成与生物制造的耦合提供了新范式。