日本九州大學碳中和能源國際研究所的學術研究員福嶋貴與教授山内美穗組成的研究團隊，利用可以透過再生能源獲得的電能和水，全球首次高效合成了氨基酸。
圖1：流式氨基酸合成電化學單元的構成
關於生命的起源，目前普遍身份鑑定的一種說法是，在原始地球上，雷電產生的氨基酸形成了生命。透過深入探索電力產生氨基酸的程序，可以獲得很多提示，有助於解開生命起源的奧祕。
另外，氨基酸不僅是生物的重要組成要素，還是與飼料添加劑、增味劑和藥物等各種功能性材料有關的基本物質。
目前利用發酵法生產氨基酸，但存在培養微生物需要大量能源，以及分離和精煉工序比較複雜等問題。另一方面，採用化學合成的現有方法會使用有毒物質，因此無法用於食品和藥物用途。
此次的研究以電力爲能源，以水爲氫源，透過使可以從木質生質中提取的有機酸α-酮酸和含氮化合物高選擇性地發生反應，高效合成了丙胺酸、甘胺酸、天冬醯胺酸酸、麩醯胺酸、白胺酸、苯丙胺酸和酪胺酸7種氨基酸。天冬醯胺酸酸、白胺酸、苯丙胺酸和酪胺酸4種氨基酸還是世界首次利用電能合成。另外，該研究團隊還全球首次成功製造了能連續合成氨基酸的流式反應器。
圖2：以生質和水爲原料的氨基酸合成流程
以前有過在有毒的鉛、汞或者昂貴的鉑電極上合成氨基酸的先例，但合成效率非常低。而本研究透過採用更加安全、廉價的氧化鈦（TiO2）作爲電極觸媒，高選擇性地合成了氨基酸。利用這種新合成法能以經濟實惠且環保的方式持續製造氨基酸，這一點是其他任何方法都無法比擬的，將來有望成爲劃時代的合成法。
相關研究成果已於2019年10月31日在英國皇家化學學會的期刊《化學通訊》（Chemical Communications）的線上版上公開。
圖3：表示從電力到氨基酸的轉化效率的法拉第效率
＜論文資訊＞
題目：「Electrosynthesis of amino acids from biomass-derivable acids on titanium dioxide」
DOI：10.1039/C9CC07208J
文：JST客觀日本編輯部翻譯整理
