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揭示芽孢杆菌S3wahi菌株稳健热稳定对氧磷酶的结构适应性:生物修复应用前景探析中文标题
近期从芽孢杆菌(Bacillus) sp. strain S3wahi中鉴定出一种热稳定对氧磷酶(S3wahi-PON),该酶在宽温域内表现出显著稳定性。本研究通过整合生物物理技术与分子动力学(MD)模拟(10–90 °C),深入解析其热稳定性的结构基础与构象适应机制。生物物理分析证实,S3wahi-PON在10–60 °C区间保持广泛稳定性,并在30 °C时达到最高结构紧实度与完整性——这一特征与典型热稳定酶(通常在最耐热温度附近达到峰值)截然不同。MD模拟揭示,该酶通过α-螺旋含量与氢键、盐桥、疏水簇等分子内作用力的协同效应维持其球状结构稳定性。值得注意的是,在50 °C和60 °C时,回
来源:Journal of Biomolecular Structure and Dynamics
时间:2025-09-12
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分子对接与动力学模拟揭示KISS1调控转录因子抗三阴性乳腺癌转移的机制与治疗潜力
通过分子对接(molecular docking)、分子动力学模拟(molecular dynamics simulations)及基因表达分析,解密了转移抑制蛋白Kisspeptin-1(KISS1)与关键转录因子(TFs)——包括SP1、CDX2、FLI1、GATA2、NMYC和HDAC2——之间的互作机制。利用TFLink筛选TFs,SWISS-MODEL建模,HADDOCK对接显示CDX2结合最强(HADDOCK得分:−144.2;埋藏表面积:2526.5 Å2),HDAC2、GATA2、NMYC、SP1和FLI1次之。150 ns分子动力学模拟揭示SP1、NMYC和CDX2复合物稳定
来源:Journal of Biomolecular Structure and Dynamics
时间:2025-09-12
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基于计算机模拟的木聚糖乙酰酯酶热稳定性改造及其在纸浆生产中的应用潜力
通过计算机辅助设计技术,研究人员对哈茨木霉(Trichoderma harzianum)IOC-3844菌株来源的乙酰酯酶(acetylesterase, EC 3.1.1.6)进行热稳定性改造。该酶在纸浆生产过程中主要负责木聚糖(hemicellulose)的脱乙酰化反应。研究通过构建三维模型并筛选250余个突变体,最终鉴定出D75C/E296L双突变体。在200纳秒分子动力学模拟中,该突变体在37°C和70°C条件下均表现出优于野生型的结构稳定性:在70°C时平均均方根偏差(RMSD)降低30.7%(0.43Å),平均均方根波动(RMSF)减少9.5%(0.06Å),平均回转半径(Rg)下
来源:Journal of Biomolecular Structure and Dynamics
时间:2025-09-12
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综述:体内CAR-T细胞疗法:基于细胞的肿瘤免疫治疗新突破
主要屏障:体外CAR-T细胞疗法的局限性传统体外CAR-T疗法需从患者外周血分离T细胞,通过病毒或非病毒载体导入CAR基因,经体外扩增后回输体内。虽在血液肿瘤(如B细胞白血病、淋巴瘤)中成效显著,但其制备流程复杂、成本高昂、周期长达数周,且可能引发细胞因子释放综合征(CRS)或神经毒性。此外,肿瘤细胞可通过下调靶抗原(如CD19)逃避免疫识别,而异体T细胞可能引发宿主免疫排斥反应。体内CAR-T细胞的生成机制体内CAR-T技术通过靶向递送系统(如工程化病毒载体、脂质纳米颗粒LNP)直接将CAR基因导入患者体内T细胞,规避了体外操作的复杂性。该策略可实现CAR-T细胞的原位生成,并通过精准调控增
来源:Infection Ecology & Epidemiology
时间:2025-09-12
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分子构架驱动状态转换:结构生物学与进化轨迹的启示
在自然界不断变化的光照环境中,光合生物面临着严峻的生存挑战:当光质和光强动态变化时,光系统I(PSI)和光系统II(PSII)可能接收不均衡的激发能量,导致电子传递链失衡甚至产生活性氧损伤。为了维持光合效率,绿色植物和藻类进化出一种被称为"状态转换"(State Transition)的快速调节机制——通过可逆磷酸化捕光复合体II(LHCII)使其在PSII和PSI之间动态分配,犹如给光合作用装上了"智能调光系统"。然而,这一精巧调控的分子架构和进化起源长期以来仍是未解之谜。为了揭示状态转换的结构基础与进化轨迹,研究人员整合冷冻电镜技术、比较基因组学和生化分析,对多种光合生物的PSI超复合体结
来源:Plant and Cell Physiology
时间:2025-09-12
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嗜热蓝藻中藻胆体-光系统II超级复合物的制备、结构表征与超快能量转移动力学研究
藻胆体(Phycobilisome, PBS)是一种存在于蓝藻、灰孢藻和红藻中的水溶性超分子捕光复合物。该复合物与嵌入类囊体膜的光合作用反应中心——特别是光系统II和I(PSII和PSI)——发生相互作用。学界普遍认为PBS主要与作为线性电子传递链起始复合物的PSII结合。尽管通过冷冻电镜和X射线晶体学技术已解析了多种形态和吸收特性各异的PBS结构,但由于缺乏可靠的PBS-PSII超级复合物制备方法,二者间的详细能量转移过程始终未能阐明。本研究建立了一种使用硫酸铵和十二烷基-α-D-麦芽糖苷分别作为稳定剂和去污剂的新型分离方案,成功分离出PBS-PSII超级复合物,并进一步评估了其内部能量转移
来源:Plant and Cell Physiology
时间:2025-09-12
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基于大麻花粉提取物的果胶活性包装膜对无核黑葡萄花青素的保护作用及机制研究
新鲜葡萄是全球产量最大的水果之一,2023年全球产量超过7350万吨,意大利、中国、法国和美国是主要生产国。葡萄富含多酚类生物活性化合物,如花青素(anthocyanins)、酚类化合物、白藜芦醇和类黄酮,这些成分具有抗氧化、抗炎和抗癌作用,对预防慢性疾病有积极影响。然而,新鲜葡萄采后面临严重的腐败问题,因其高水分和糖含量使其易受微生物侵染,且在贮藏过程中易发生水分流失、呼吸作用增强,导致品质迅速下降。花青素作为主要的色素和抗氧化剂,对光、氧和温度高度敏感,在贮藏过程中容易降解,导致果实变色和营养价值损失。目前,大多数食品包装仍采用不可再生的合成材料,这些材料虽具有良好的屏障和机械性能,但会产
来源:Colloids and Surfaces B: Biointerfaces
时间:2025-09-12
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酵母微载体表面工程增强疏水性植物表面液滴滞留与抗菌效能研究
在农业生产和食品加工领域,微生物污染一直是困扰从业者的重要问题。无论是田间生长的作物还是采收后等待上市的新鲜农产品,其表面都可能成为病原微生物滋生的温床。传统上,人们通常采用喷洒方式施用农药和消毒剂,这种方法看似简单高效,却隐藏着一个不容忽视的缺陷——液滴在植物表面的滞留问题。由于大多数植物表面具有天然的疏水特性,喷洒的液滴往往无法有效附着,超过50%的化学物质会因液滴反弹而损失。这不仅造成了经济上的浪费,更带来了环境污染和潜在健康风险。面对这一挑战,科学家们尝试了各种改进方法,包括添加表面活性剂降低表面张力,或者使用甘油等增稠剂调节粘度,但效果均不尽如人意。问题的关键在于液滴与表面的接触时间
来源:Colloids and Surfaces B: Biointerfaces
时间:2025-09-12
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前列腺癌男性雄激素剥夺治疗起始时骨微结构与强度特征及其与椎体骨折的关联研究
随着前列腺癌(PCa)发病率的上升和患者生存期的延长,癌症幸存者的长期健康管理成为重要课题。雄激素剥夺治疗(ADT)作为前列腺癌的主要治疗手段,虽然能改善预后,却会加速骨丢失,增加骨折风险。特别值得注意的是,椎体骨折(VFs)作为最常见的骨质疏松性骨折,在男性中的发生率甚至高于女性,在接受ADT治疗的前列腺癌患者中,椎体骨折的患病率高达20%-60%。然而,目前关于前列腺癌患者ADT起始时的骨健康状况仍存在重要知识空白。大多数研究主要关注通过双能X线吸收测定法(DXA)测量的面积骨密度(aBMD),但DXA在检测年龄相关骨密度变化方面敏感性有限。近年来,高分辨率外周定量CT(HR-pQCT)研
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代谢工程改造谷氨酸棒杆菌高效生产新型紫外线A保护剂C50类胡萝卜素十聚异戊二烯黄质及其抗氧化活性与绿色提取工艺研究
在化妆品、食品和饲料工业中,类胡萝卜素作为天然色素和功能活性成分备受青睐。目前市场上主流的是C40类胡萝卜素(如β-胡萝卜素和虾青素),而具有更长共轭双键系统的C50类胡萝卜素尽管展现出更强的光保护性和抗氧化潜力,却因产量低、研究少而未能实现规模化应用。特别是谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)天然合成的十聚异戊二烯黄质(decaprenoxanthin)——一种罕见的葡萄糖苷化C50类胡萝卜素,虽被专利认证可作为紫外线A防护剂用于防晒产品,但其代谢调控机制、规模化生产及应用特性仍不明确。针对这一瓶颈,德国比勒菲尔德大学的研究团队在《Bioresource Te
来源:Bioresource Technology
时间:2025-09-12
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从水热碳化到腐殖化:碱性水热法转化生物质制备人工腐殖质(A-HS)的机制与路径研究
土壤作为全球最大的碳库之一,储存着约2345 Gt有机碳,在应对气候变化中扮演着关键角色。土壤有机碳不仅是土壤健康和恢复力的重要指标,其中腐殖质(HS)更占据了土壤有机质的60-80%,通过调节土壤结构、养分有效性和金属络合等功能,同时其持久性使其成为重要的碳汇。然而,商业腐殖质主要来自不可再生的碳储量(褐煤、泥炭、风化煤),而天然腐殖质因产率低、杂质高难以从土壤中回收。在这一背景下,研究人员开始探索人工腐殖质(A-HS)的合成方法。当前合成路径包括生物法和非生物法。生物法如堆肥、蚯蚓堆肥和厌氧消化等虽然成本较低,但存在处理时间长(数天至数月)、效率低的局限。非生物法主要包括催化法和水热法,虽
来源:Bioresource Technology
时间:2025-09-12
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生物废弃物压块参数优化及其热化学燃料特性研究:推动可持续能源与废弃物管理
在当今全球能源需求持续增长的背景下,发展中国家尤其是撒哈拉以南非洲地区面临着严峻的能源与环境双重挑战。埃塞俄比亚作为典型代表,其85%的能源消费依赖生物质燃料,导致森林砍伐、生物多样性丧失、温室气体排放和室内空气污染等一系列问题。同时,该国每年产生超过600万吨固体废弃物,预计到2030年将达到1000万吨,糟糕的废弃物管理系统使得有机废弃物的回收利用面临巨大挑战。这种背景下,将生物废弃物转化为能源的技术引起了广泛关注。生物质压块技术通过将有机废弃物压缩成型,不仅能够提高能源密度和燃烧效率,还能有效减少废弃物体积,实现废弃物资源化利用。然而,压块质量受到原料类型、颗粒尺寸和压实压力等多重因素影
来源:Bioresource Technology
时间:2025-09-12
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基于多组学通路分析(MPAC)揭示头颈鳞癌免疫应答亚群与预后相关蛋白
随着高通量测序技术的飞速发展,癌症研究已进入多组学时代。研究人员能够同时获取肿瘤样本的基因组拷贝数变异(CNA)、转录组(RNA-seq)、表观基因组、蛋白质组等多维数据。然而,这些海量数据蕴含着复杂且有时相互矛盾的生物学信息,如何有效整合这些多组学数据,从而全面捕捉细胞状态并揭示疾病机制,成为当前生物信息学领域的重大挑战。传统的单组学分析方法往往只能提供片面的视角,无法反映生物通路中多个分子协同作用的复杂调控网络。特别是在癌症研究领域,肿瘤的发生发展涉及多个生物学过程的失调,需要从通路层面进行整合分析才能深入理解其分子本质。此前,虽然已有一些方法尝试进行多组学整合,如PARADIGM、MOM
来源:Bioinformatics
时间:2025-09-12
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pH梯度升高驱动mRNA-脂质纳米粒形态变化的阶段性机制及其对制剂设计的启示
随着COVID-19 mRNA疫苗的广泛应用,脂质纳米粒(LNP)作为核酸药物的递送载体已成为生物医药领域的核心技术创新点。然而在LNP工业化生产过程中,缓冲液交换环节引发的颗粒形态变化机制始终是"黑箱"——当制备体系从酸性pH环境过渡到生理pH时,电离脂质的质子化状态改变究竟如何影响LNP内部结构重组?这种变化是瞬时发生还是存在稳定中间态?不同电离脂质的pKa差异会带来怎样的制剂特性分化?这些问题直接关系到mRNA药物的封装效率、稳定性和体内递送效果。为了破解这一技术瓶颈,Monash大学的研究团队在《Molecular Therapy Methods & Clinical Deve
来源:Molecular Therapy Methods & Clinical Development
时间:2025-09-12
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综述:生物过程作为探索性动力学
Abstract许多生物过程可被理解为一种底层动力学的结果:系统反复经历多种失败路径(abortive trajectories),仅当达成特定过程、目的、结构或功能时动力学过程才会终止。典型范例是微管(microtubules)附着动粒(kinetochores)的过程——这是染色体分离和细胞分裂的前提。该过程表现为看似无效的时间历程:微管反复生长与收缩而未实现染色体附着。本文假设,对于不依赖初始条件而取决于终态的生物过程,此类探索性动力学(exploratory dynamics)是生物学实现高保真功能的独特且必需的解决方案。这种因果关系与物理化学中初始条件决定结果的现象形成鲜明对比。动力
来源:Biophysical Journal
时间:2025-09-12
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从液晶到生物膜:Erich Sackmann的跨学科探索及其对膜生物物理学的奠基性贡献
追溯Erich Sackmann从液晶研究转向生物膜领域的学术历程。生物膜(Biological membranes)与液晶(Liquid Crystals)因具有相似的分子有序性和对称性而紧密关联,这一深刻联系促使1960-1970年代的研究者频繁跨越两个领域。Sackmann早期将液晶物理中的有序性、相变(phase transition)、各向异性(anisotropy)及动力学概念引入膜生物学,持续为膜的组织结构和行为机制提供独特见解,奠定了现代生物膜物理学与生物物理学的基础。他擅长利用简化"模型膜(model membranes)"作为工具,在可控条件下分离并研究膜行为的特定方面,进
来源:Biophysical Journal
时间:2025-09-12
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基于实时吸光度监测的可调谐蒽-内过氧化物分子释氧传感系统开发与应用研究
在软机器人和柔性执行器快速发展的今天,精确控制能量释放成为推动技术创新的关键。特别是在化学触发驱动机制领域,如何将化学反应转化为可控的机械输出一直是研究人员关注的焦点。其中,释氧化合物因其能够通过反应分解释放氧气产生压力,成为气动驱动的理想选择。然而,要实现对这些系统的精确控制,必须对氧气释放过程进行连续监测,这对传感技术提出了更高要求。传统紫外-可见(UV-vis)光谱法虽然精度较高,但存在设备笨重、价格昂贵和便携性差等局限性,难以集成到紧凑或嵌入式传感平台中。更重要的是,动力学参数如反应速率和浓度依赖行为往往需要事后推断,而非在反应过程中直接测量。这些限制凸显了对便携式高效替代方案的需求,
来源:Sensors and Actuators B: Chemical
时间:2025-09-12
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基于磁性微球电化学夹心法检测芯片上胎儿膜模型及胎盘巨噬细胞中炎症因子IL-1β的研究及其在早产预警中的应用
在全球范围内,早产(Preterm Birth, PTB)的发生率在过去十年中并未出现明显下降,这很大程度上是由于缺乏有效的早期预测和诊断技术。早产的一个重要诱因是胎膜早破(Preterm Premature Rupture of Membranes, PPROM),常由绒毛膜羊膜炎等感染性疾病引发。感染会激活炎症反应,促使多种炎症因子释放,其中白细胞介素-1β(Interleukin-1β, IL-1β)在触发免疫级联反应、导致早产的过程中扮演着核心角色。因此,准确、快速地检测生物模型中的IL-1β水平,对于早产的预测和预防至关重要。目前,酶联免疫吸附测定(Enzyme-Linked Imm
来源:Sensors and Actuators B: Chemical
时间:2025-09-12
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精子空泡化与线粒体活性在原始与制备精液中的对比研究:对胚胎结局的影响及其预测价值
Highlight本研究揭示精子参数对受精与囊胚形成结局的预测价值在原始精液与制备后精液间存在显著差异。通过精细化评估精子质量可提升男性生育力诊断水平,而减少精子制备过程中的损伤可能显著改善ICSI临床结局。Conclusion综上所述,本研究强调了精子特征在预测胚胎学结局中的诊断价值。制备后精子空泡化成为受精率(FR)的重要预测指标,而原始精液中的线粒体活性则是囊胚形成率(BR)的潜在标志物。原始与制备后精子参数共同作用于提升诊断精确度。空泡化、线粒体功能及其对受精与胚胎发育影响的复杂相互作用值得进一步探索。Conclusion(注:根据用户要求,此处仅翻译至第二个Conclusion。实际
来源:Reproductive BioMedicine Online
时间:2025-09-12
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晚发抑郁症运动症状与基底节-丘脑突触密度及灰质体积改变相关:一项11C-UCB-J PET-MR研究
晚年重度抑郁症(MDD)患者常伴随运动症状,这些症状与功能障碍和跌倒风险密切相关。为探究其神经机制,研究者采用多模态影像技术(包括11C-UCB-J PET测定突触囊泡糖蛋白2A(SV2A)结合率作为突触密度指标,以及MRI量化灰质体积和白质高信号体积),对75名60岁以上参与者(含34名抑郁症患者)进行运动功能评估(如MDS-UPDRSIII评分、共济失调量表SARA、步态分析和数字化绘图测试)。结果发现:患者组所有运动指标均显著受损。特异性关联分析表明,患者右侧苍白球突触密度与MDS-UPDRSIII评分及绘图速度相关,丘脑灰质体积预测SARA评分、步态和绘图速度,而全脑白质高信号体积与M
来源:Neuropsychopharmacology
时间:2025-09-12