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具体的实验过程如下：
研究团队利用化学催化剂将高浓度二氧化碳在高密度氢能作用下还原成一碳化合物(C1) ， 然后通过设计构建碳一聚合新酶 ， 依据化学聚糖反应原理将碳一化合物聚合成三碳化合物(C3) ， 最后通过生物途径优化 ， 将三碳化合物又聚合成六碳化合物(C6) ， 再进一步合成多碳化合物（Cn) 。 这条路线涉及11步核心生化反应 ， 淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍 。
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研究团队利用甲醛酶（fls）从候选C1中间体设计和构建淀粉合成途径的酶促部分 ， 使用组合算法从甲酸或甲醇中起草了两条简明的淀粉合成途径 。 原则上 ， 淀粉可以通过CO2与甲酸或甲醇作为C1桥接中间体的九个核心反应来合成（图1 ， 内圈） 。 具体来说 ， C1模块（用于甲醛生产）、C3模块（用于3-磷酸d-甘油醛生产）、C6模块（用于d-葡萄糖6-磷酸生产）和Cn模块（用于淀粉合成） 。 但通过检索和模拟 ， 研究者发现节能但在热力学上不利的C1模块产生的甲醛可能无法为C3a模块中fls的关键反应提供材料 。
因此 ， 他们构建了具有热力学上更有利的反应级联反应的替代C1模块 。 在热力学上最有利的C1e模块成功地与C3a模块组装在一起 ， 并从甲醇中获得了显着更高的C3化合物产率 。 在计算途径设计的帮助下 ， 通过组装和替换由来自31个生物体的62种酶构成的11个模块 ， 研究团队建立了人工淀粉合成代谢途径（ASAP）1.0 ， 其中有10个以甲醇为起始的酶促反应（图1 ， 外圆） 。 ASAP1.0的主要中间体和目标产物通过同位素13C标记实验检测到 ， 验证了其从甲醇合成淀粉的全部功能 。
在建立ASAP1.0之后 ， 研究团队试图通过解决潜在的瓶颈来优化这条途径 。 首先 ， 由于其低动力学活性 ， 酶fls在ASAP1.0中占总蛋白质剂量的约86% ， 以维持代谢通量并将有毒甲醛保持在非常低的水平 。 定向进化增加了fls催化活性 ， 产生了变体fls-M3 ， 其活性提高了4.7倍 。 图2B-D表明变体fbp-AR在AMP变构位点包含两个突变 ， 可减轻ADP抑制并显著改善DHA的G-6-P产生 。 三种核苷酸对fbp和fbp-AR的抑制模式分析表明ATP或ADP是系统抑制的决定因素 。 通过将fbp-AR与报道的对G-6-P具有抗性的变体整合 ， 组合变体fbp-AGR实现了进一步的改进 。 考虑到dak和ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(agp)之间的ATP竞争 ， 因为底物DHA及其激酶dak的增加导致前4小时内淀粉产量异常降低（图2A） 。 作者证实DHA和dak的共存通过Cnb严重抑制了淀粉合成（图2E）并输出DHA磷酸盐（DHAP）作为淀粉的主要产物（图2F ， 第一列） ， 这证实了dak竞争性地消耗了大部分ATP 。 作者没有减少dak的用量 ， 而是尝试增强agp的能力 。 根据报道的氨基酸置换 ， 并且这些变体显示出与dak的增强竞争（图2F） 。 最好的变体agp-M3成功地将DHA的淀粉合成增加了大约六倍（图2G） 。
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