快报摘要 -wrap Up
科｜技｜突｜破
Science Breakthrough
(资料图)
Metabolic Engineering改造耐酸酵母绿色高产苹果酸｜合成生物
Nature Energy基于植物萜烯化合物的高性能有机电子器件｜生物基材料
CEJ通过碱性水解生物质绿色制备生物塑料｜生物基材料
ACS Nano智能农药纳米递送系统高效防治多靶标害虫｜纳米递送
TIPS基于结构生物学的活性天然产物蛋白质工程｜生物计算
AMT内置传感器的可生物降解商业纸检测食品温度和新鲜度｜生物传感
iMeta聚焦中药成分鉴定和药理学挖掘的在线平台｜生物计算
科｜技｜突｜破
Metabolic Engineering改造耐酸酵母绿色高产苹果酸｜合成生物
L-苹果酸的生物生产需要大量中和剂，导致获得游离酸的同时会产生废盐，严重限制工艺的实际应用并对环境造成危害。天津工业生物技术研究所张学礼研究团队研究设计耐酸库德里阿兹氏毕赤酵母，并通过低pH发酵实现了L-苹果酸的高产。课题组构建了依赖于还原三羧酸途径的初始产L-苹果酸的菌株，通过微调丙酮酸和草酰乙酸节点之间的通量，进一步提高了L-苹果酸滴度和产量。该研究首次报道了在低pH下高产L-苹果酸，也是迄今为止报道的酵母中L-苹果酸的最高产量。
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Nature Energy基于植物萜烯化合物的高性能有机电子器件|生物基材料
加工制造高性能的有机电子器件涉及大量有毒的石油化工溶剂，严重影响人类生命健康安全和环境可持续。寻找绿色的替代溶剂始终是领域的研究难点。阿卜杜拉国王科技大学Derya Baran教授团队研究了从可再生原料中获得绿色萜烯溶剂，来取代不可再生的环境有害溶剂，并将其用于生产高性能有机光伏、发光二极管和场效应晶体管等有机电子器件。研究表明，该绿色萜烯溶剂制成的有机太阳能电池可在户外工作90天，效率与传统设备不相上下，同时该团队已经创建了一个开放获取的绿色溶剂数据库，供其他研究人员参考。
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CEJ通过碱性水解生物质绿色制备生物塑料｜生物基材料
植物生物质有利于将线性全球经济转变为循环经济，通过对植物残留物的温和酸水解可以将生物质转化为生物塑料，是一种可持续方案，但此类残留物的碱性水解暂无研究。意大利技术学院Danila Merino教授提出了一种基于碱性水解的蔬菜废弃物制备生物塑料的新方法，并与之前基于酸水解的方法进行了比较。该研究节省了资源并避免IVR转化为生物塑料过程中的提取和纯化步骤，还可以产生纤维素的原位纳米原纤化，在聚合物基质中提供出色的原纤维整合和分布。研究表明，碱性水解的生物塑料具有更优越的机械和阻隔性能，所获得的结果代表了对植物生物质转化的理解的进步，也是生物塑料领域的领先一步。
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ACS Nano智能农药纳米递送系统高效防治多靶标害虫｜纳米递送
温度是影响农药药效发挥和害虫防治效果的重要因素。中国农科院农业环境与可持续发展研究所多功能纳米材料及农业应用创新团队针对高温时田间虫口密度快速增长的特点，开发了一系列具有高度形变能力的温度依赖型纳米凝胶载体，并构筑了负载拟除虫菊酯类杀虫剂的皮克林乳液体系，通过环境温度变化对纳米载体的刺激，引发体系内部结构转变，实现农药有效成分的正温度响应释放。研究通过纳米载体的精细结构调控，实现了农药活性成分的智能响应释放和多靶标害虫的低剂量高效防治，揭示了纳米载体对药物稳定和功效提升的作用机制，为多种虫害的绿色、高效防控提供新思路。
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TIPS基于结构生物学的活性天然产物蛋白质工程｜生物计算
最具生物功能的大分子蛋白质是调控生命活动的关键。随着结构解析技术的飞速发展，蛋白质工程将蛋白质与酶的研究推进了全新的时代，使其在生物医药领域进展飞速。海军军医大学张磊教授团队介绍了基于结构生物学的蛋白质工程在合成生物学、化学酶合成和植物代谢工程中应用的最新进展。同时描述了通过设计、构建、测试满足需求的新型蛋白质以获得更多结构复杂、活性多样的天然产物的成功案例。研究表明，通过对蛋白质结构及其催化机制的深入解析，可利用蛋白质工程永久性地改变酶催化性质，激发生物催化剂在实际应用中的潜力，但结构驱动的蛋白质工程在生产天然产物中，仍有许多瓶颈问题需要进一步解决。
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AMT内置传感器的可生物降解商业纸检测食品温度和新鲜度｜生物传感
在食品工业中，食品储存和监测技术逐渐举足轻重，然而大多数食品检测平台必须在食品储存容器上附加一个传感器，且所使用的传感器通常是非生物降解材料，在环保方面也存在问题。佐治亚理工学院和韩国首尔国立大学团队研发了一种内置传感器的智能纸包装——由激光诱导石墨烯（LIG）和纸组成的激光诱导纸传感器，可以为变质食品或可能导致变质的温度条件提供实时警告。该传感器直接在用于食品包装的纤维素基片上生产，无需额外处理，从而建立了一个能够连续实时检测食品状态的平台。本研究开发的基于纸张的食品温度和新鲜度传感平台有望通过提供食品当前和未来状态的息来解决与环境和安全相关的食品问题。这项成果是一项符合全球绿色新政趋势的研究，预计将为解决食品行业环境和安全相关问题的技术发展提供宝贵的借鉴意义。
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DOI: 10.1016/j.apmt.2022.101589
iMeta聚焦中药成分鉴定和药理学挖掘的在线平台｜生物计算
对于传统中药，基于DNA的生物成分鉴定和下游的药理学网络分析受到了越来越多的重视。华中科技大学生命科学与技术学院宁康团队研究开发了由两个子数据库Holmes-Suite和Watson-Suite组成的TCM-Suite平台，分别用于中药生物成分鉴定和网络药理学研究，TCM-Suite是一个全面的搜索和分析平台，可用于传统中药的药物发现和再利用。该平台旨在整合现有的数据库资源，以促进将中药生物成分鉴定和下游网络药理分析无缝集成到一个整体分析平台中，可以为基础研究和临床研究做出巨大贡献。
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