中科大JACS，促进气体跨膜运输，提升生物合成效率

背景：微生物电合成技术通过可再生电力将CO2转化为化学品，但关键还原当量H2在水中溶解度极低（0.79 mM），导致其跨膜运输受限，成为技术瓶颈。现有调控膜通透性的方法（如表面活性剂、基因工程）存在损伤细胞活性或成本高昂等问题。研究目的：中国科学技术大学苏育德团队与王冰团队合作，设计了一类嵌膜共轭寡聚物（MICOEs）仿生分子，旨在通过精确调控细胞膜通透性，促进H2跨膜运输，从而提升微生物CO2电还原合成效率。结论：研究合成了一系列侧链长度可调的MICOEs分子（D8、D10、D12），其中D10（分子长度3.5 nm）能有效嵌入细胞膜并增强膜流动性，将CO2电还原为乙酸的效率提升70%，且不产生细胞毒性。机制研究表明，D10通过适度膜扰动促进H2跨膜运输，而D8因分子过短无法有效嵌膜，D12因分子过长反而稳定了膜结构，均不利于H2传递。该工作为依赖气体底物的全细胞生物催化体系提供了新的强化策略。