生物能源和更广泛生物经济的可持续管理
　　近日，《生物能源和更广泛生物经济的可持续管理》报告发布。报告由国际可持续发展分析与战略研究所撰写，旨在为全球生物能源合作伙伴、国际能源署生物能源部和感兴趣的公众提供生物能源和生物经济管理的最新发展概况。
　　该报告由4个章节组成，分别为生物能源和生物经济的可持续性、生物能源和生物经济的管理、生物能源和生物经济的可持续管理方法、生物经济可持续管理展望。该报告将生物能源视为广义生物经济的组成部分，广义生物经济还包括食品饲料、渔业、林业和废弃物管理等。
　　由于生物能源在全球能源系统中的突出作用，关于生物能源的可持续管理受到格外关注。生物能源管理发生在多个层面，包括各种制度的制定，但尚未建立统一的系统性协议。目前，生物经济也还没有一个系统性的管理框架。
　　当前各国在可持续发展目标实施的管理方面尚显薄弱，需要制定具体的生物经济管理框架以协调部门政策与生物经济的关系。考虑到各国的国情不同，生物经济的管理需要“统一但各具特色”，即生物能源和更广泛生物经济的可持续管理仍然是各国的重要责任，但通过国际平台进行交流和协调是必要的。（闫冬傲）
　　研究发现碳酸酐酶不参与作物光合作用
　　近日，美国康奈尔大学领衔的研究团队发现在作物中缺失叶绿体中的碳酸酐酶只影响C3植物的发育，但不会影响其光合作用过程，为进一步开发基于羧基体的作物产量改良方案奠定了重要基础。相关研究发表于美国《国家科学院院刊》。
　　Rubisco酶负责将二氧化碳转化为植物用来构建组织的有机形式，但Rubisco酶同时与氧气发生反应，产生有毒副产品，减缓光合作用。蓝藻细胞将Rubisco包裹在被称为羧基体的微隔室中，免受氧气影响，羧基体浓缩二氧化碳，使固碳效率提高。为了使蓝藻的碳浓缩机制在作物中发挥作用，碳酸酐酶改造是关键。
　　以往认为位于叶绿体基质中的碳酸酐酶促进C3植物的光合作用。研究者通过 CRISPR/Cas9 诱变产生了完全缺乏叶绿体基质碳酸酐酶活性的烟草突变体。植物表现出正常的光系统II活性和CO2同化，但也表现出异常发育和增加的活性氧和基质 pH 值。结果显示，叶绿体碳酸酐酶在为碳固定提供CO2方面没有直接作用。为了维持碳酸酐酶参与的植物防御途径，研究者制造了一种不会影响碳浓缩机制但仍能让作物对病毒具有抗性的无活性碳酸酐酶。
　　该研究为进一步开发基于羧基体的作物产量改良方案奠定了基础。
　　相关论文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2107425118
　　蛋白催化剂定向进化原理获揭示
　　近日，英国布里斯托大学研究人员发现了蛋白催化剂通过实验室进化提高性能的原理，为人工酶设计提供了重要线索，有助于开发制造药物和其他化学品的可持续生产方式。相关成果发表于《自然—化学》。
　　近年来，科学家开始使用计算机从头设计蛋白质催化剂用于加速化学反应过程，但这些蛋白催化剂的催化能力远远不如天然酶。利用实验室进化的方法通过模拟自然选择过程，筛选高性能蛋白催化剂，可以将人工酶的催化活性提高1000倍以上，但其进化原理尚不清楚。
　　研究团队利用分子计算机模拟实验室进化过程，发现定向进化改变了蛋白质的运动方式——酶动力学，这个过程简单描述就是进化“调整”蛋白质的整体结构，通过氨基酸网络变化使整个蛋白质的灵活性发生改变。进化后整个蛋白质共同作用加速反应，打破了以往设计酶只关注活性位点而忽略蛋白质其余部分的常规思维，为设计更有效的从头合成酶提供了新思路。
　　研究结果对理解酶的进化具有启示意义，并表明通过设计和进化选择性地瞄准过渡态的构象动力学将加快新型酶的产生，为定制绿色化学催化剂铺平了道路。
　　相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41557-021-00763-6