多糖类物质例如淀粉和纤维素是自然界最丰富的可再生物质。由于这些物质是葡萄糖的多聚物,它们也是最常见的生物制造的原料。通常的步骤是将淀粉或纤维素通过各种方法包括预处理和水解酶处理后得到葡萄糖,再以葡萄糖为原料进行微生物发酵,获得所需要的生物制品。随着体外合成生物学的发展,这一模式在这一新的生物制造平台并不合适,因为葡萄糖并不是一个高能化合物,对于体外体系来说常常需要高能物质如ATP使葡萄糖磷酸化,而ATP的存在会提高最终产品的生产成本。而磷酸化酶催化多糖的非还原端的一个糖单元与无机磷酸根离子结合,生成高能磷酸糖,此过程而不需要昂贵的ATP。基于这类磷酸化酶,我们开发出了一系列利用淀粉和纤维素作为底物来进行生物转化的体外多酶合成体系,主要产品包括氢气、电、肌醇和果糖1,6二磷酸。