← 論文一覧に戻る

Engineering Carbonic Anhydrase for Enhanced CO2 Capture and Valorization: A Review

強化されたCO2回収と価値化のための炭酸脱水酵素の工学：レビュー (AI 翻訳)

Xin Chen, Xiaofeng Ling, Xu Zhen, Yuanfen Xia

Clean Technologies📚 査読済 / ジャーナル2026-05-01#CCUSOrigin: Global
DOI: 10.3390/cleantechnol8030063
原典: https://doi.org/10.3390/cleantechnol8030063

🤖 gxceed AI 要約

日本語

本レビューは、二酸化炭素回収・利用（CCUS）における炭酸脱水酵素（CA）の改変技術を総括。タンパク質工学や固定化技術により熱安定性や再利用性が向上し、機械学習との統合が新たな戦略として注目される。さらに、CAを介した高価値化学品やバイオエネルギーへの変換経路を概説し、産業規模でのカーボンニュートラル実現に向けた課題と展望を示す。

English

This review summarizes recent advances in engineering carbonic anhydrase (CA) for CO2 capture and utilization. Protein engineering and immobilization enhance thermal stability and reusability, with machine learning emerging as a transformative tool. CA-driven conversion to high-value chemicals and bioenergy is outlined, along with future prospects for scaling up industrial carbon neutrality pathways.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

日本は2050年カーボンニュートラル目標達成のためCCUS技術の開発を推進している。本レビューはバイオ触媒によるCO2回収・利用の可能性を示し、日本の産業界における実用化研究の基盤となり得る。SSBJの非財務情報開示においても、CCUSは重要な要素であり、本技術の進展は開示内容にも影響を与える可能性がある。

In the global GX context

Globally, CCUS is a critical pillar for decarbonization, and this review highlights biological approaches that offer selectivity and mild operating conditions. The integration of machine learning with protein engineering represents a state-of-the-art strategy for developing robust enzymes. This paper provides a timely overview for researchers and industry stakeholders advancing carbon management solutions.

👥 読者別の含意

🔬研究者:The review consolidates protein engineering strategies and AI integration for CA, providing a comprehensive resource for researchers developing biocatalytic carbon capture.

🏛政策担当者:The paper highlights the potential of engineered microorganisms for CO2 utilization, which could inform R&D funding priorities in carbon management.

📄 抄録（日本語訳）

大気中CO2濃度の継続的な増加は地球規模の気候変動を悪化させ、炭素削減は世界的に緊急の優先課題となっている。炭酸脱水酵素（CA）は、CO2を重炭酸塩に変換する高効率な生体触媒であり、炭素回収および資源利用において大きな可能性を示している。しかし、工業環境における天然CAの安定性と触媒効率には限界があり、特に煙道ガス条件下での熱耐性の低さや不純物に対する感受性が、その直接的な大規模応用を妨げている。本総説は、タンパク質工学（例：指向進化、合理的設計）および固定化技術による微生物CAの改変に関する最近の進展を体系的に要約し、これらがその熱安定性、適応性、および再利用性を顕著に向上させたことを示す。その中でも、機械学習とハイスループット実験の統合は、CA工学のための革新的な戦略として浮上している。さらに、CO2を高価値化学品およびバイオエネルギーへ変換するCA駆動の経路を概説する。最後に、学際的統合、計算モデリングと実験的検証の連携、および包括的なライフサイクルおよび技術経済的評価を含む将来の展望について議論し、炭素中立経路における工学化微生物CAのスケール適用を促進する。総じて、本総説は、生体触媒と産業炭素管理を橋渡しする工学化CAの重要な役割を強調し、炭素中立に向けた実行可能かつ持続可能な経路を提供するものである。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

📄 Abstract（原文）

The continuous increase in atmospheric CO2 concentration exacerbates global climate change, making carbon reduction an urgent global priority. Carbonic anhydrase (CA), a highly efficient biocatalyst that converts CO2 into bicarbonate, demonstrates significant potential for carbon capture and resource utilization. However, the stability and catalytic efficiency of native CA in industrial environments are limited, particularly its poor thermal tolerance under flue gas conditions and its sensitivity to impurities, hindering its direct large-scale application. This review systematically summarizes recent advances in modifying microbial CA through protein engineering (e.g., directed evolution, rational design) and immobilization techniques, which have markedly enhanced its thermal stability, adaptability, and reusability. Among these, the integration of machine learning with high-throughput experimentation has emerged as a transformative strategy for CA engineering. Furthermore, we outline CA-driven pathways for CO2 conversion into high-value chemicals and bioenergy. Finally, future prospects are discussed, including interdisciplinary integration, computational modeling coupled with experimental validation, and comprehensive life-cycle and techno-economic assessments, to facilitate the scaled application of engineered microbial CA in carbon neutrality pathways. Collectively, this review highlights the critical role of engineered CA in bridging biocatalysis with industrial carbon management, offering a viable and sustainable pathway toward carbon neutrality.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

🔔 こうした論文の新着を逃したくない方は キーワードアラート に登録（無料・3キーワードまで）。

gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。