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通过最大化氢键来实现超稳定蛋白质的计算设计
摘要氢键是维持蛋白质结构稳定的基本化学作用力,尤其是在β折叠结构中,这种结构使得蛋白质能够抵抗机械应力以及极端环境条件。受到天然具有剪切氢键的机械稳定蛋白质(如肌动蛋白和丝胶蛋白)的启发,我们通过最大化承载力的β链中的氢键网络,从头设计出了超稳定蛋白质。我们采用了一种结合人工智能引导的结构与序列设计以及全原子分子动力学模拟的计算方法,系统性地扩展了蛋白质的结构,将主链上的氢键数量从4个增加到了33个。所得到的蛋白质具有超过1000皮牛(pN)的展开力,比天然肌动蛋白免疫球蛋白结构域强约400%,并且在暴露于150摄氏度的高温后仍能保持结构完整性。这种分子层面的稳定性直接体现在宏观性质上,例如这
来源:Nature Chemistry
时间:2025-11-19
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综述:RNA标记物在法医体液分析中的应用:从特异性和稳定性到多态性
摘要体液/组织鉴定(Body Fluid/Tissue Identification,BFID)是法医学中的一项基本任务,用于确定血液、唾液和精液等生物证据的来源。传统的BFID方法依赖于酶学、免疫学或光谱学技术,而RNA分析技术的出现不仅提升了鉴定的能力,还在一定程度上能够将体液/组织与特定的来源个体关联起来。本文重点探讨了RNA分子在应用中的三个基本生物学特性:特异性、稳定性和多态性(长度、序列及表达变化)。此外,还讨论了基于RNA的体液/组织分析的研究进展,强调了这些特性的应用价值,并指出了目前仍存在的挑战。本文全面概述了用于法医体液/组织鉴定及来源个体识别的RNA分析原理及当前研究现状
来源:International Journal of Legal Medicine
时间:2025-11-19
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四个美国人群中10个DIP-STR标记的遗传数据与群体结构
摘要DIP-STR是一种遗传标记,它结合了低突变频率的缺失/插入多态性(DIP)与高突变频率的短串联重复序列(STR)。这类标记最初是为识别不平衡的两个人混合样本中的次要供体而开发的,但最近由于其同时包含快速进化和缓慢进化的多态性,被用作祖先信息标记。本研究首次评估了10个DIP-STR标记在预测100名自报为非裔美国人、欧洲裔美国人、东亚裔美国人和西南西班牙裔美国人个体祖先方面的性能。为了使用STRUCTURE软件分析这四个群体的遗传结构,研究人员使用了557个之前已进行基因分型的HGDP-CEPH样本(这些样本也携带相同的10个DIP-STR标记),作为所测试的四个主要美国人群的参考群体。
来源:International Journal of Legal Medicine
时间:2025-11-19
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整合多组学研究揭示了羔羊在断奶压力下瘤胃细菌群落、基因表达及代谢物谱的快速变化
崔晓彪|吴顺|吴玉琴|牛莉莉|曹佳学|詹思远|王琳杰|郭家忠|李莉|张洪平|钟涛四川省家畜遗传资源探索与创新重点实验室,四川农业大学动物科学技术学院,成都611130,中国摘要在集约化养殖系统中,早期断奶直接影响羔羊的生长性能和企业的盈利能力。然而,从奶食到固体饲料的转变以及母羊的突然断奶压力容易导致断奶应激,尤其是导致免疫力显著下降。早期断奶对羔羊瘤胃微生物群、代谢物和基因表达的影响尚未得到充分研究。因此,本研究评估了羔羊对早期断奶的反应。与正常断奶的羔羊相比,断奶后羔羊的瘤胃微生物群组成发生了变化,Firmicutes类的丰度在60.00%到65.00%之间。Prevotella仍然是优势
来源:Small Ruminant Research
时间:2025-11-19
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由Zr-MOFs衍生的纤维状Na2ZrO3/ZrO2材料:具有自动吸湿性、酸碱协同效应以及高比表面积,这些特性共同作用,能够在非缓冲系统中加速神经性及腐蚀性有毒化学物质的去污过程
化学毒剂,如神经毒剂和芥子气,因其极高的毒性而对国家安全、公共健康和环境构成严重威胁。因此,开发高效的化学毒剂去污材料具有重要意义。目前,许多去污材料在实际应用中存在一些限制因素,例如需要特定条件(如缓冲液)才能发挥去污效果,或者只能针对特定类型的有毒化学物质进行去污。为了解决这些问题,研究人员开发了一种新型的材料——一种具有内在自动吸湿特性的Na₂ZrO₃/ZrO₂-纤维复合材料。该材料首次被应用于神经毒剂和芥子气的去污,显示出显著的去污效率。实验结果表明,在相对湿度为80%的常温环境下,该材料对DECP、GB和GD三种化学毒剂的去污半衰期分别为0.15、0.48和0.91分钟。与性能最佳的
来源:Separation and Purification Technology
时间:2025-11-19
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利用钢铁酸洗废液合成纳米Fe₃O₄/磷掺杂生物炭光催化剂,用于处理焦化废水
在当今全球对可持续发展和循环经济日益关注的背景下,食品工业中副产品的再利用成为重要的研究方向。豆腐废水(tofu whey)作为豆腐生产过程中的副产品,具有高生物化学需氧量(BOD和COD),这不仅增加了处理成本,也对环境构成了潜在威胁,如水体富营养化等。然而,豆腐废水同时也富含蛋白质、脂肪、矿物质、糖分和纤维等有价值的成分,为实现资源的高效利用提供了可能性。本研究旨在比较两种基于膜分离技术的工艺,以提高豆腐废水中的蛋白质回收率和副产品的再利用价值,从而推动豆腐行业的可持续发展。### 工艺对比与性能分析研究中对比了两种工艺:第一种是使用纳滤(NF)将豆腐废水浓缩14倍,随后通过电渗析(ED)
来源:Separation and Purification Technology
时间:2025-11-19
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水平气液旋流中旋流器诱导的液膜时空行为的实验研究
液膜在旋转流中的行为对气液分离过程具有至关重要的作用。然而,目前关于液膜在旋流器几何参数影响下的时空特性研究仍较为有限。本文通过采用一种高精度的线状网格传感器(WMS)对液膜的特性进行了多角度分析,包括时间行为、环向分布和时空演变。研究发现,在较低气速条件下,较少的旋流器叶片会导致液膜界面出现凹陷,并且液膜的非周期性行为更加显著;而较大的中心柱直径则有助于提升液膜在垂直方向上的对称性,并增强扰动波之间的横向相关性。随着气速的增加,液膜的时间稳定性有所下降,但液速的增加则能提升其稳定性。此外,旋流器叶片间距的减小有助于提升液膜的稳定性,但在高气速条件下,叶片数量和中心柱尺寸的影响会逐渐减弱。从环
来源:Separation and Purification Technology
时间:2025-11-19
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细菌纤维素/MXene材料能够实现高效的大气水收集
随着全球淡水资源的日益紧张和环境污染的加剧,太阳能驱动界面蒸发(Solar-Driven Interfacial Evaporation, SDIE)作为一种可持续的高效海水淡化和净化技术,正受到越来越多的关注。SDIE技术的核心在于利用光热材料将太阳能转化为热能,集中加热水-空气界面,从而提升蒸发效率并实现污染物的有效分离。然而,光热材料在实际应用中面临多重挑战,包括高效的太阳能吸收能力、良好的水传输性能以及对污染物的高效去除能力。因此,开发具有优异性能的新型光热材料成为推动SDIE技术发展的关键。在本研究中,科学家们通过一种创新的合成方法,制备了两种具有三维网络结构的共轭微孔聚合物(Con
来源:Separation and Purification Technology
时间:2025-11-19
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负载四环素的ZnO纳米棒在促进抗生素光降解中的作用:自增敏效应的重要性
陆俊宇|阿米尔·扎达|林舒|刘书远|齐克珍|古本通中国大理大学药学院,大理671000摘要氧化锌(ZnO)作为一种宽带半导体,在环境光催化领域具有巨大潜力,但其固有的缺陷阻碍了其大规模应用。因此,开发表面功能化策略以实现可见光响应的光催化降解至关重要。本文采用一种简便的水热法合成了棒状六角形ZnO纳米光催化剂。利用具有β-二酮结构的四环素类抗生素(四环素和多西环素)作为敏化剂,并以有机污染物作为模型,评估了它们对ZnO的自敏化效果。通过对结构、元素组成和光学性质的全面分析,结合可见光下的光催化降解实验以及对差分电荷密度和态密度的理论计算,阐明了污染物与ZnO表面之间的相互作用。通过LC-MS光
来源:Separation and Purification Technology
时间:2025-11-19
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通过氧空位和异质结的协同策略,提高MoO₃-x/NH₂-MIL-125(Ti)的光催化降解性能及其作用机制的理解
这项研究聚焦于光催化材料中氧空位(Oxygen Vacancies, OVs)的生成机制及其在污染物降解中的作用。随着环境污染问题的日益严峻,挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds, VOCs)因其高挥发性、强毒性以及容易被人体直接吸收的特性,成为全球关注的焦点。高效的VOCs处理技术,尤其是光催化氧化技术,因其利用太阳能、反应条件温和、副产物少以及催化剂可重复使用等优点,受到了广泛研究。然而,如何提高光催化材料的降解效率仍然是一个挑战。在众多光催化材料中,氧化钼(MoO₃)因其丰富的储量、低成本以及独特的能带结构,成为研究热点。MoO₃是一种典型的n型半导体,
来源:Separation and Purification Technology
时间:2025-11-19
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关于褐煤热解过程中锗的挥发特性及其大气调节机制的研究
徐 Liu | 史一生 | 米振勇 | 徐恩乐 | 蒋晓峰中国矿业大学焦煤资源绿色开采国家重点实验室,江苏省徐州市 221116,中华人民共和国摘要锗(Ge)是一种稀有的战略金属,在高科技产业中发挥着重要作用。热解是一种从褐煤中高效提取锗资源的有效方法。然而,不同气氛下的挥发机制以及富含锗的挥发物(GRVs)的有效回收机制仍不清楚。本研究探讨了在空气、自生成热解气体(SPG)和氮气(N₂)气氛下褐煤热解过程中锗的挥发机制和产物分布规律。在优化条件下(1100°C,100 mL/min,4.0 h),锗的挥发率分别为96.17%(空气)、99.62%(SPG)和95.07%(N₂),GRVs中的
来源:Separation and Purification Technology
时间:2025-11-19
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一种不含六价铬(Cr(VI))的新型碳催化剂,能够高效去除环境潮湿空气中的氯氰化物(ClCN)
在现代化学防护领域,高效、安全且经济的吸附材料一直是研究的热点。特别是在应对诸如氰化物类有毒物质(如氢氰化物 HCN、氰化氯 ClCN 等)的防护过程中,传统活性炭(AC)虽然在吸附能力上表现出色,但在某些特定分子的处理上却存在局限性。近年来,科学家们不断探索新的材料体系,以提升对这些低分子量有毒物质的去除效率,特别是在潮湿环境中。其中,一种基于聚苯乙烯树脂珠子的新型碳催化剂因其独特的结构和性能,展现出广阔的应用前景。本研究中,研究人员开发了一种不含六价铬(Cr(VI))的碳催化剂,该催化剂在去除潮湿空气中氯化氰(ClCN)方面表现出显著优势。与传统的ASC Whetlerite碳相比,这种新
来源:Separation and Purification Technology
时间:2025-11-19
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尿酸作为人体代谢产物,在接近中性的pH环境下,能够促进基于过二硫酸盐的芬顿类氧化反应中Cu(II)/Cu(I)的有效循环利用
宋家晨|唐寿峰|刘慧琳|王志斌|顾建民|袁德岭|王德松中国河北省燕山大学环境与化学工程学院,国家重点不稳定材料科学技术实验室,水与资源再生中重金属深度修复实验室,秦皇岛066004摘要传统的芬顿体系存在显著局限性,主要表现为操作pH范围狭窄以及Fe(III)/Fe(II)循环效率低下。尿酸(UA)是一种天然的人体代谢产物,为克服这些障碍提供了可持续的替代方案。本研究通过策略性地用Cu(II)/Cu(I)替代Fe(II)/Fe(III),用过二硫酸盐(PDS)替代H2O2,并关键地利用UA作为配体和电子媒介,开发了一种均相的类芬顿体系。在优化条件下(1.0 mM PDS、0.1 mM UA、0.
来源:Separation and Purification Technology
时间:2025-11-19
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现代化抗体纯化平台流程,以提高杂质清除效率
在生物制药领域,单克隆抗体(mAb)的纯化是一个至关重要的环节,它直接关系到最终产品的安全性和有效性。传统的mAb纯化平台主要依赖于Protein A亲和捕获,随后通过一系列精制步骤去除杂质。尽管这一方法已经成功地实现了大规模的mAb生产,但在面对新型mAb格式和上游工艺的强化时,仍存在一些挑战,如难以清除的宿主细胞蛋白(HCPs)、抗体聚集物以及产品相关的小分子和大分子杂质。为了应对这些挑战,本研究提出了一种创新的mAb纯化平台,结合了新型多模式树脂和传统Protein A层析技术,以提高纯化效率和过程鲁棒性。Protein A亲和层析因其高选择性和对澄清后的细胞培养清液(CCCF)中mAb
来源:Separation and Purification Technology
时间:2025-11-19
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自清洁膜的制备、性能与应用:研究进展与未来前景
在当今全球水资源日益紧张的背景下,膜技术作为一项高效、适应性强且无需化学试剂的水处理手段,已经被广泛应用于海水淡化、工业废水处理等领域。然而,膜污染问题始终是制约其实际应用的重要因素之一。膜污染通常由污染物在膜表面的沉积和膜孔的堵塞引起,严重降低了渗透通量并增加了运行成本。传统的方法如化学清洗和物理反冲洗虽然在一定程度上能够缓解污染问题,但它们往往伴随着膜结构的破坏、二次污染的产生以及高昂的维护费用。因此,开发一种能够实现自主清洁的膜技术,成为了水处理领域研究的重点方向。自清洁膜技术的出现,为解决膜污染问题提供了一种全新的思路。这类膜不仅具备高效的分离能力,还能够通过特定的表面功能化设计,实现
来源:Separation and Purification Technology
时间:2025-11-19
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通过分散良好的金属有机框架(MOF)构建具有低能量障碍路径的工程聚酰胺膜,用于去除重金属离子
随着工业化和城市化进程的加速,水体中重金属离子污染问题日益严重。重金属离子因其高毒性、不可降解性和在生物体内的积累特性,已成为亟需全球关注和控制的主要水污染因素之一。面对这一挑战,膜分离技术因其操作简便、能耗低以及出色的分离选择性而受到广泛重视。特别是在纳米过滤膜(NF)领域,这类膜材料在去除多价金属离子方面展现出巨大的潜力。然而,传统纳米过滤膜仍面临诸多问题,如在选择性和通量之间难以取得平衡、结构稳定性不足以及在长期运行中抗污染能力有限。为解决这些问题,近年来,薄层纳米复合膜(TFN)作为一种重要的解决方案被提出。通过将功能性纳米材料引入聚酰胺选择层,TFN膜可以显著提升膜的亲水性、分离性能
来源:Separation and Purification Technology
时间:2025-11-19
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从血清阳性关节痛发展为类风湿性关节炎:Reuma-Check项目中的一个大型队列研究的一年期预测因素
罗德里戈·加西亚-萨利纳斯(Rodrigo Garcia-Salinas)|娜塔莉·梅希亚-马吉(Nataly MeJia-Maggi)|费利西亚·阿尔玛达(Felicia Almada)|吉塞尔·雷耶斯-哈拉(Gisel Reyes-Jara)|阿尔瓦罗·鲁塔(Alvaro Ruta)|胡安·阿格尔洛(Juan Arguello)|塞巴斯蒂安·马格里(Sebastian Magri)|丹尼尔·阿莱塔哈(Daniel Aletaha)阿根廷拉普拉塔国立大学意大利医院风湿病科摘要背景血清阳性关节痛(SA)是指在类风湿因子(RF)和/或抗瓜氨酸化蛋白抗体(ACPA)检测呈阳性的个体中出现的关节疼痛
来源:Seminars in Arthritis and Rheumatism
时间:2025-11-19
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吉特尔曼综合征的骨关节特征:软骨钙化症及其他相关病变
张婷|柯勇|雷振晓|朱秀亮| Mou丽君中国杭州,浙江大学医学院第二附属医院风湿病科摘要目的对一个前瞻性中国队列中Gitelman综合征(GS)患者的临床和放射学骨关节特征进行描述。方法对临床和基因诊断的GS患者进行前瞻性和系统性的骨关节受累筛查。记录临床表现、实验室参数和放射学发现。患者被分为:软骨钙化症(即磷酸钙沉积症,CPPD)、非软骨钙化症骨关节异常以及非放射学GS。分析各组之间的差异。结果共纳入110名GS患者(平均年龄39.90±13.70岁,52.73%为女性),其中46人(41.82%)报告有关节痛。放射学检查显示,46人(41.82%)被诊断为CPPD,15人(13.64%)
来源:Seminars in Arthritis and Rheumatism
时间:2025-11-19
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基于深度生成模型的蛋白质温度依赖性结构集成建模
蛋白质是生命活动的主要执行者,其功能不仅取决于静态三维结构,更与动态的构象变化密切相关。传统的结构预测方法如AlphaFold2虽在静态结构预测方面取得突破,但在捕捉蛋白质动态行为方面仍面临挑战。分子动力学模拟虽能描述生物分子动态过程,但计算成本极高,限制了其大规模应用。为突破这一瓶颈,密歇根州立大学的Giacomo Janson等研究人员在《Communications Chemistry》上发表了最新研究,开发了一种基于深度学习的生成模型aSAM,能够高效生成蛋白质的全原子构象集成。该研究的创新之处在于引入了温度条件版本aSAMt,首次在序列可转移的模型中实现了对环境条件的集成生成。研究人
来源:Communications Chemistry
时间:2025-11-19
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逐步π延伸构建双[5]螺旋二酰亚胺至平面纳米石墨烯二酰亚胺:新型n型荧光材料的光物理调控与器件应用前景
在有机光电材料领域,螺旋纳米石墨烯(h-NGs)因其独特的固有手性和三维结构,在手性诱导自旋过滤器、三维显示和量子通信等领域展现出巨大潜力。然而,这类材料的发展长期受限于两个关键瓶颈:荧光量子产率(PLQY)普遍偏低,以及电荷载流子迁移率不理想。传统螺旋烯材料虽然具有优异的吸收系数和不对称因子,但其荧光效率往往难以满足实际应用需求。与此同时,平面纳米石墨烯虽然具有优异的电子传输性能,但固态下的π-π堆叠往往导致荧光猝灭。如何在保持手性特征的同时提高发光效率,成为研究人员面临的重要挑战。在此背景下,曼彻斯特大学Ashok Keerthi团队在《Communications Chemistry》发
来源:Communications Chemistry
时间:2025-11-19