综述：从甲酸氧化到二氧化碳还原：甲酸脱氢酶在可持续碳利用中的作用

（编辑推荐）本综述系统探讨了甲酸脱氢酶（FDH）在碳循环中的双向催化机制，强调其通过可逆反应（CO2?甲酸）实现碳捕获与资源化的潜力，提出整合碳固定途径、实验室适应性进化（ALE）等策略以解决碳损失问题，为微生物平台设计提供理论支撑。

　　

分类与催化机制
甲酸脱氢酶（FDH）根据辅因子差异分为两类：NAD(P)⁺依赖性FDH（无金属辅酶）和金属依赖性FDH（含钼/钨及铁硫簇）。前者催化甲酸氧化生成CO₂并提供还原力（NAD(P)H），后者因低氧化还原电势更利于温和条件下CO₂还原为甲酸。

甲酸向二氧化碳的转化
NAD(P)⁺-FDH通过氧化甲酸生成CO₂，为微生物提供能量并缓解甲酸毒性。近期酶工程改造显著提升了其逆向催化活性，突破天然反应效率限制。

C1代谢的挑战与策略
甲酸作为低能量密度底物（仅为葡萄糖的1/16），需通过动态代谢调控、耦合碳固定途径（如卡尔文循环）及适应性进化（ALE）平衡能量生产与碳保留。

结论
FDH的双向催化特性为绿色化学与碳循环技术提供核心工具，未来需优化酶活性与宿主适配性，推动CO₂资源化向工业化迈进。